Тя разбива рекорда за скорост за предаване на данни
Международен екип от изследователи подобри световния рекорд за оптични комуникации чрез влакна от търговски клас. Чрез разширяване на комуникационната честотна лента на оптичното влакно, екипът е произвел скорости четири пъти по-бързи от съществуващите търговски системи. Те с 33 процента по-добри от предишния световен рекорд. Разширената честотна лента достига скорост на предаване от 402 терабита в секунда.
Успехът на изследователите произтича отчасти от тяхното новаторско използване на оптични усилватели за подкрепа на сигналите в комуникационните ленти. Конвенционалната оптична технология днес ги използва все по-рядко.
Комуникация
Учените са изградили комуникационния си хардуерен стек от оптични усилватели и друго оборудване, разработено отчасти от Nokia Bell Labs и базираната в Хонг Конг компания Amonics. Технологията се състои от шест отделни оптични усилвателя, които могат да прокарват оптични сигнали през дължини на вълните на C-обхвата. Такава е стандартната комуникационна лента днес. Тук се включват и по-малко популярните U-, L-, S-, E- и O-обхвати. Комбинацията от O, E, S, C, L и U ленти позволява на новата технология да достига удивителните 402 терабита в секунда (Tbps) през видовете оптични кабели, които вече са в земята и под океаните.
Най-добрите търговски системи в света достигат 100 терабита в секунда. Новата технология се справя около четири пъти по-добре.
Предишни усилия за увеличаване на честотната лента на оптичните влакна често разчитаха на така наречените усилватели с легирани влакна (DFA). В тях оптичен сигнал навлиза в модифициран участък от влакна, който е легиран с редкоземен йон като ербий. Когато лазер с помпа се насочи към влакното, добавките в него се изтласкват в по-високи енергийни състояния. Това позволява на фотоните от оптичния сигнал, преминаващ през влакното, да предизвикат стимулирано излъчване. Резултатът е по-силен сигнал, излизащ от участъка на DFA влакното, отколкото този, който е влязъл в него.
Бисмутът е предпочитаната добавка за E лентата. Но дори бисмутовите DFA все още са най-лошият вариант за усилване на сигналите в E-обхвата. Те понякога могат да бъдат неефективни, с по-високи нива на шум и по-ограничени честотни ленти.
Сега екипът е разработил DFA, който е съвместно легиран с бисмут и германий. След това се добавя вид филтър, разработен от Nokia, който оптимизира производителността на усилвателя и подобрява качеството на сигнала. В крайна сметка, усилвателят може да върши работата си, без да претоварва оригиналния сигнал.
Прокарване на скоростите в световен мащаб
Изследователският екип не е изпратил нито един сигнал през оптична линия от търговски клас, която сама по себе си съдържа 402 трилиона бита в секунда данни. По-скоро екипът тества отделно всяка област от спектъра и всички различни усилватели и филтри по линията, които трябва да бъдат внедрени като част от цялостния оптичен хардуерен стек. Това, което има най-голямо значение е присъщата полезност на тази технология за съществуващите влакна от търговски клас. Добавянето на повече ленти с дължина на вълната е нещо, което можете да направите, без да изкопавате влакна.
AI при преноса на данни
Приемо-предавателите трябва да бъдат интелигентни, подобно на самоуправляващите се автомобили, способни да усещат и да се адаптират към околната среда, като предоставят капацитет, когато и където е необходимо. За тази цел AI и техниките за машинно обучение (ML) могат да помогнат за още повече битове през оптичните линии.
Техниките AI/ML могат да помогнат за откриване и отмяна на изкривявания и трябва да бъдат разработени в комбинация с възможности с голям капацитет. Системите и мрежите от оптични влакна не са само водопроводи с голям капацитет. Мрежите от оптични влакна трябва да бъдат интелигентни, както сигурни и устойчиви.
