A primeira transmissão bem sucedida do mundo de 1 Petabit por segundo usando fibra mono-core multimodo

Um aumento nos requisitos de transmissão de dados pode ser visto em todo o mundo, e uma série de estudos tem sido conduzida em sistemas de transmissão óptica na última década. Em um artigo anterior relatamos um registro de transmissão de dados de 178Tb/s. Desta vez temos o prazer de informar sobre um novo recorde de transmissão de dados estabelecido pelo National Institute of Information and Communications Technology (NICT ) no Japão.
Uma equipe de pesquisadores liderada por George Rademacher (NICT, Japão), Nicolas K. Fontaine (NOKIA Bell Labs, EUA) e Pierre Sillard (Prysimian Group, EUA) teve sucesso na primeira transmissão do mundo que excedeu 1 petabit por segundo, em um único núcleo de fibra óptica multimodo.
O estudo demonstrou a viabilidade de combinar espectros altamente eficientes de transmissão óptica de banda larga com um cabo de fibra óptica (15 modos) com um diâmetro de revestimento consistente com o padrão atual da indústria de 0,125nm. A transmissão foi montada com sucesso em uma distância de até 23 km

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① 382 linhas portadoras são geradas em uma fonte óptica
② 15 x 382 linhas portadoras são moduladas com 64 sinais QAM
③ Cada um dos 15 mods é executado em um modo de fibra diferente
④ Os filtros de comprimento de onda extraem um canal WDM de todos os mods de fibra
⑤ O processamento do MIMO é realizado considerando os sinais de todos os 15 mods de fibra

O que é um petabit?

1 petabit é 1000 trilhões de bits, 1 terabit é 1 trilhão de bits e 1 gigabit é 1 bilhão de bits. Um petabit por segundo equivale a 10 milhões de canais de 8K de transmissão por segundo.

15 mod fibre

A fibra óptica de transmissão mostrada na figura acima (seção transversal) tem um diâmetro de núcleo de 0,028mm e um diâmetro de camisa padrão de 0,125mm. A fibra óptica é projetada para permitir a propagação de 15 mods de fibra e para minimizar a diferença de atraso de propagação entre todos os 15 mods.

A experiência foi inteiramente concebida e realizada na sede da NTIC. Foram utilizados fibras de transmissão Prismian e multiplexadores modais desenvolvidos pela Bell Labs. Um subsistema transceptor de banda larga foi desenvolvido na NTIC no Japão, que é usado (como o nome sugere) para transmitir e receber várias centenas de canais WDM altamente espectrosos com alta qualidade de sinal. "A fibra de transmissão tinha 23 km de comprimento e um design de índice graduado. Foi baseado em projetos de fibra multimodo existentes que foram otimizados para operação em banda larga e tinham um diâmetro de revestimento de 0,125mm e um diâmetro de bainha de 0,245mm, ambos em conformidade com o padrão atual da indústria".

Naturalmente, é importante ter em mente que ao aumentar o número de mods em um sistema de transmissão de fibra multimodo, o processamento digital do sinal MIMO aumenta conforme a complexidade computacional é necessária. No experimento realizado pela NTIC, foi utilizada uma fibra de transmissão que teve atrasos modais não baixos. Isto simplificou a complexidade do MIMO e manteve os atrasos modais baixos sobre uma grande largura de banda óptica. Tudo isto permitiu realizar a transmissão de 382 canais, cada um deles modulado com um sinal de 64-QAM.

A figura acima mostra a taxa de dados para todos os 382 canais WDM após a implementação da correção de erros de avanço. A soma das taxas de dados para todos os canais de comprimento de onda produz uma taxa total de transmissão de 1,01 petabits por segundo. PARABÉNS!

Autor:
Leszek Blaszczyk