Fig.1:Schematiskt diagram över överföringssystemet. Kredit:National Institute of Information and Communications Technology
NICT Network System Research Institute och Fujikura Ltd. (Fujikura, President:Masahiko Ito) utvecklade en 3-mode optisk fiber, kan bredbandsvåglängdsmultiplextransmission med standard ytterdiameter (0,125 mm) som kan sladdas med befintlig utrustning. Forskarna har framgångsrikt demonstrerat ett överföringsexperiment över 1045 km med en datahastighet på 159 Tb/s. Multimodfibrer har olika utbredningsfördröjningar mellan optiska signaler i olika lägen vilket gör det svårt att samtidigt tillfredsställa stora datahastigheter och långdistansöverföring. Denna prestation visar att sådana begränsningar kan övervinnas.
Omvandla resultaten till produkten av datahastighet och avstånd, som är en allmän indikator på överföringskapacitet, resulterar i 166 Pb/s × km. Detta är världsrekordet i en optisk fiber med få ytterdiametrar av standarddiameter och den största datahastigheten över 1000 km för alla typer av fiber med standarddiameter. För att uppnå överföringskapaciteten på 159 Tb/s, mode multiplexing används i kombination med 16-QAM (kvadratur-amplitudmodulation), som är en praktisk optisk signal med hög densitet på flera nivåer, för alla 348 våglängder och MIMO (multipelingång och multipelutgång) möjliggör avkodning av blandade modalsignaler även efter överföring över mer än 1000 km. Detta visar att multimodfibrer med ytterdiameter av standardtyp kan användas för kommunikation av optiska ryggradssändningssystem med hög kapacitet.
Resultaten av denna demonstration valdes ut för presentation som en post-deadline papper vid 41st optisk fiber kommunikationskonferens och utställning (OFC2018).
För att klara av en allt större kommunikationstrafik, forskning om storskalig optisk överföring med nya typer av optisk fiber som överskrider gränsen för konventionell optisk fiber och dess tillämpning bedrivs aktivt över hela världen. De viktigaste nya typerna av optiska fibrer som studeras är flerkärniga fibrer där flera passager (kärnor) är anordnade i en optisk fiber och multimodfibrer som stöder flera förökningssätt i en enda kärna med en större kärndiameter. Tills nu, framgångsrika överföringsförsök med stor kapacitet och långa avstånd har rapporterats för fiber med flera kärnor, men man ansåg att överföringen som tillfredsställde både stor kapacitet och långa sträckor samtidigt var svår i multimodfiber.
Fig.2:Experimentella resultat. Kredit:National Institute of Information and Communications Technology
I det här arbetet, NICT konstruerade ett överföringssystem med hjälp av en optisk fiber utvecklad av Fujikura och framgångsrikt överförd över 1045 km med en datahastighet på 159 Tb/s (Fig. 1). Omvandla resultaten till produkten av överföringsdatahastighet och avstånd, som är en allmän indikator på överföringskapacitet, är 166 Pb/s × km. Detta är ungefär dubbelt världsrekordet hittills i fibrer med få mod.
Överföringssystemet består av följande elementtekniker.
Forskarna lyckades sända över 1045 km med hjälp av en standard 3-mode optisk fiber. När läggning av optiska fibrer med standarddiameter äger rum, den befintliga utrustningen kan användas och den praktiska användningen i ett tidigt skede är lovande. Också, den ultimata överföringen med stor kapacitet kommer att bli möjlig i framtiden om den kombineras med multicore-teknik, som forskas av NICT i samarbete med industrin, universitet och regering i Japan.
Forskarna kommer att fortsätta att forska och utveckla framtida teknik för optisk kommunikation som smidigt kan ta emot trafik, till exempel big data och 5G -nätverkstjänster.
