Forskare från Moskva institutet för fysik och teknik har samarbetat med ingenjörer från Corning Inc., USA, och T8, Ryssland, och utvecklat ett system för dataöverföring med hög genomströmning över stora avstånd utan att signalen behöver upprepas under vägen. System av detta slag kan användas för att tillhandahålla internetuppkoppling och andra kommunikationstjänster i avlägsna samhällen. Studien rapporteras i IEEE Photonics Technology Letters .

Länder med stora underbefolkade områden - som Ryssland och Kanada - eller de som omfattas av många öar, som Indonesien, har svårigheter att tillhandahålla kommunikationstjänster. Utan mellanliggande eldrivna repeaterstationer, signalen försvagas och kommer inte till destinationen. För att göra långdistansdataöverföring billigare, ingenjörer kom med fiberoptiska system som förstärker signalen längs länken utan behov av elektriska strömkällor. Bästa överföringssystem som finns tillgängliga idag möjliggör dataöverföring med en hastighet av 100 gigabit per sekund över 500 kilometer (311 miles).

Författarna till artikeln överförde framgångsrikt en signal över 520 km (323 mi) vid 200 Gbps. Detta hade bara gjorts i forskningslaboratorier tidigare, men dessa resultat kunde inte överföras till verkliga applikationer. Den här gången användes kommersiella kablar utvecklade av Corning, gör tekniken tillämplig under realistiska förhållanden. För att undvika dämpning av signalen, förstärktes först vid överföringen och sedan ytterligare två gånger på distans, längs vägen.

"För att förstärka signalen i den passiva fibern, den stimulerade Raman -spridningseffekten och fjärroptiskt pumpade förstärkare användes. Ramans spridningseffekt tillät oss att använda den passiva optiska fibern som ett förstärkningsmedium, avsevärt öka signal-brus-förhållandet vid länkutgång, "förklarade studiens huvudförfattare Dimitriy Starykh, en doktorsexamen student vid MIPT's Phystech School of Radio Engineering and Computer Technology.

Överföringslinjen omfattade tre sektioner, var och en består av fiberoptiska kablar av två typer kopplade i serie. Fjärroptiskt pumpade erbiumförstärkare (ROPA) installerades vid kopplingspunkterna mellan sektionerna. ROPA förbrukar optisk pump och använder denna energi för att förstärka signalen. Teamet optimerade kopplingspositionerna för att öka utsignalkvaliteten, placera de två ROPA:erna 122 km (76 mi) från sändaren och 130 km (81 mi) från mottagaren, respektive.

Forskarna ställer in signalsymbolhastigheten till något kortare än 57 miljarder pulser per sekund; sändaren tillät överföring av fem bitar per symbol, möjliggör en total bithastighet på 284 Gbps. Även om systemet potentiellt stöder dataöverföring med upp till 400 Gbps, ingenjörerna körde den med reducerad hastighet för att öka överföringsavståndet.

"Vi arbetar redan med ett fiberoptiskt system som skulle uppnå högre överföringshastigheter. Medan den nuvarande hastigheten toppar med cirka 400 Gbps, vi siktar på att nå 600 Gbps per kanal med det nya systemet, "T8:s VD Vladimir Treshchikov kommenterade." Vi uppnådde signalförbättringar för hastigheter på 200 Gbps och till och med 400 Gbps per kanal. Jag tror att nästa år kan vi sätta ett nytt rekord för överföringsdistans. "

Forskarnas resultat kan redan användas för att tillhandahålla kommunikationstjänster i glesbygd, som den ryska ön Sakhalin.