I botten av Atlanten ligger en mängd kablar som bär buntar av optiska fibrer som stöder telekommunikation mellan kontinenter. MAREA -kabeln anses vara guldstandarden för dessa transatlantiska kablar och sträcker sig över 6, 605 km från Virginia Beach, Virginia, USA till Bilbao, Spanien. Den togs i bruk 2018.

Marc Stephens ingår i ett team av forskare från Infinera Corporation, USA och Steve Grubb från Facebook som visade en rekordstor transatlantisk överföring över MAREA. Stephens kommer att presentera resultaten från gruppens senaste fältförsök under en session på Optical Fiber Communication Conference and Exhibition (OFC), hålls praktiskt taget från 06-11 juni 2021.

Ursprungligen avsedd att uppnå en kapacitet på 20 terabyte per sekund per fiberpar och en datahastighet på cirka 200 gigabyte per sekund per våglängd, lagets förbättringar av MAREA möjliggjorde en kapacitet på 30 Tb/s och en datahastighet på 700 Gb/s, som båda är poster för sjökablar av denna längd.

"Det finns över 400 undervattenskablar utplacerade runt om i världen, och de inkluderar flera olika typer av kabeldesign, sträcker sig 20 år tillbaka i vissa fall, "sa Stephens." Vi kan använda verktygen i vår optiska motor för att öka kapaciteten på alla dessa kabeltyper på ett liknande sätt som MAREA, även om den absoluta kapaciteten kan variera, eftersom de inte är optimerade för sammanhängande överföring så väl som MAREA är. "

För att uppnå 30 Tb/s kapacitet krävs en kombination av att öka antalet bitar inom varje överförd optisk symbol, och tätt, interferensfritt avstånd mellan våglängder på varje fiber. Med hjälp av en teknik som kallas supergausisk probabilistisk konstellationsformning, gruppen kunde öka den totala spektraleffektiviteten för varje signal genom att välja en lämplig fördelning av enskilda symboler inom för att maximera de data som transporterades.

Den totala dataflödet som möjliggörs av dessa justeringar motsvarar cirka 300 miljoner samtidiga telefonsamtal.

Stephens roll i arbetet var att hjälpa till att förstå effekterna av detta konstellationsformande tillvägagångssätt med hopp om att kunna utvidga det till andra sjökabeltyper bortom MAREA.

"Jag känner mig säker på att säga att MAREA -kabeln kommer att förbli riktmärket för kapacitet per fiberpar över Atlanten under överskådlig framtid, "sade han." Vi känner att det fortfarande finns mer att komma men på ett annat sätt än hur saker och ting har utvecklats tidigare. "

Den andra posten - datahastigheten på 700 Gb/s per våglängdskanal - krävde en ökning av symbolhastigheten för de signaler som överförs över MAREA. Även om detta kommer på bekostnad av ökade nedskrivningar, både optisk och elektrisk, avvägningen kan mildras med Nyquist -underbärare, som delar den enda optiska signalen i flera, oberoende signaler, möjliggör samma fördelar utan tillhörande problem.

Dessa framsteg har en gräns - nämligen Shannon -gränsen, ett teoretiskt maximum i datakapaciteten för en given fiber- och signalförstärkarkedja. Alla undervattenskablar, inklusive MAREA, stöter mot Shannon -gränsen. Med förhoppningar om att utöka kabelkapaciteten till petabit per sekund -intervallet över ett knippe fibrer, Shannon -gränsen är det primära hindret för varje enskild fiber.

"Utmaningen blir snart hur gör vi en petabit -kapacitet på kabelnivå till en praktisk verklighet för operatören? Så, det handlar om att krympa transpondern och minska dess strömförbrukning, "Stephens sa." Ingen av de två är begränsade av Shannon -gränsen, så fysikens lagar hindrar oss inte att komma dit. "