Блог

Dec 15, 2023

Передача со скоростью 1,53 петабит в секунду в 55

10 ноября 2022 г., Национальный институт информационных и коммуникационных технологий (NICT). Первая в мире передача в 55 режимах с рекордной скоростью передачи данных 1,53 петабита в секунду в любом стандарте.

10 ноября 2022 г.

Национальным институтом информационных и коммуникационных технологий (NICT)

Была продемонстрирована первая в мире 55-модовая передача с рекордной скоростью передачи данных 1,53 петабита в секунду в оптическом волокне любого стандартного диаметра оболочки. Это новое 55-модовое волокно обеспечивает сверхвысокую спектральную эффективность при высокой скорости передачи данных, достигаемой при использовании только наиболее распространенного диапазона оптической связи (C-). Эта демонстрация демонстрирует потенциал многомодовой передачи для будущих магистральных сетей высокой пропускной способности.

Группа исследователей из Института сетевых исследований Национального института информационных и коммуникационных технологий (NICT, Япония) под руководством Георга Радемахера в сотрудничестве с Nokia Bell Labs (США), Prysmian Group (Prysmian, Франция и Нидерланды) и Университет Квинсленда (Австралия) преуспел в первом в мире эксперименте по передаче данных с большой пропускной способностью с использованием технологии мультиплексирования больших мод с использованием 55 мод.

В ходе эксперимента также сообщается о скорости передачи данных 1,53 петабит в секунду, что на сегодняшний день является рекордом для оптического волокна любого стандартного диаметра оболочки (0,125 мм). 55 мод были успешно мультиплексированы во всем коммерчески принятом окне передачи по оптическому волокну (C-диапазон), что привело к значительному увеличению спектральной эффективности по сравнению с традиционными волокнами и предыдущей многомодовой передачей. Дальнейшее расширение пропускной способности можно ожидать за счет объединения этой технологии с технологией многодиапазонного мультиплексирования с разделением по длине волны.

Эта демонстрация станет важным шагом на пути к зрелости технологии многомодовой передачи с большим количеством режимов и развитию Beyond 5G и последующих технологий информационной и коммуникационной инфраструктуры.

В последние годы были исследованы системы передачи, использующие современные оптические волокна с тем же диаметром оболочки, что и стандартные одномодовые волокна, но способные поддерживать несколько путей распространения. NICT построил системы передачи, используя либо 4-жильное оптическое волокно со стандартным диаметром оболочки, либо одножильное 15-модовое оптическое волокно, преуспев в экспериментах по передаче со скоростью 1 петабит в секунду по обоим волокнам.

Количество сердцевин в многосердцевинных волокнах стандартного диаметра оболочки ограничено межсердцевинными перекрестными помехами, но дальнейшее увеличение количества пространственных каналов в оптическом волокне стандартного диаметра все еще возможно за счет увеличения сердцевины многомодового волокна. Однако характеристики распространения для каждой моды могут что-то изменять, что приводит к ухудшению качества сигнала и увеличению сложности обработки сигнала. Следовательно, увеличение количества мод требует точно спроектированных компонентов, таких как мультиплексоры и оптоволокно, а также сложных методов обработки для восстановления сигналов после смешивания мод и обеспечения передачи с большой пропускной способностью, превышающей уже продемонстрированные 15 мод.

NICT построил систему передачи с использованием одножильного 55-модового оптического волокна Prysmian и модового мультиплексора/демультиплексора, разработанного и изготовленного Nokia Bell Labs и Университетом Квинсленда. Используя эти компоненты, группа успешно передала в общей сложности 1,53 петабита в секунду на расстояние 25,9 км.

Для оценки 55-модового сигнала мы построили высокоскоростную параллельную приемную систему. Затем 55 независимых потоков сигналов можно было разделить с помощью обработки MIMO 110 x 110 для восстановления переданных данных. Мы смогли успешно принять поляризационно мультиплексированные 16 сигналов QAM на 184 длинах волн в диапазоне длин волн C. По сравнению с предыдущей 15-модовой мультиплексной передачей спектральная эффективность улучшилась более чем в три раза (332 бит/с/Гц) с увеличением количества режимов.