انتقال 1 پتابیت بر ثانیه با فیبر نوری مالتی مد بر روی یک فیبر

انتقال 1 پتابیت بر ثانیه با فیبر نوری مالتی مد بر روی یک فیبر ، رکورد جهانی انتقال 1 پتابیت بر ثانیه در یک فیبر نوری مالتی مد میزان رکورد قبلی نرخ انتقال داده را در فیبر های نوری مالتی مود شکسته و بیش از 2.5 برابر افزایش داد. برای اولین بار دستیابی به انتقال پهنای باند در فیبر نوری با 15 حالت بیشتر که توسط مالتی پلکسرهای چند حالته و فیبر انتقال امکان پذیر می شود که بویژه برای پهنای باند بالا بهینه شده اند. این پیشامد انتقال پر ظرفیت با جابحایی انبوه دیتا را در فیبر های نوری فراهم می نماید که می تواند با روش های استاندارد تولید شود.

انتقال 1 پتابیت بر ثانیه با فیبر نوری مالتی مد بر روی یک فیبر

گروهی از محققان موسسه تحقیقات سیستم شبکه موسسه ملی فناوری اطلاعات و ارتباطات (NICT ، ژاپن) به رهبری گئورگ رادماخر ، آزمایشگاه های NOKIA Bell (آزمایشگاه های بل ، ایالات متحده) به سرپرستی نیکلاس ک. فونتین و گروه ( Prysimian ، فرانسه) به رهبری پیر سیلارد موفق شدند تا اولین انتقال فیبر نوری مالتی مود تک هسته بیش از 1 پتابیت بر ثانیه انجام گردد. این انتقال ، جریان را در یک فیبر مالتی مد تا ضریب انتقال 2.5 برابر افزایش می دهد.

تا کنون، آزمایشات انتقال فیبر های نوری که از حالت های زیادی پشتیبانی می نمایند (مالتی مد)، به میزان پهنای باند فیبر نوری محدود می شد. در این رخداد، امکان ترکیب انتقال پهنای باند فیبر نوری بسیار کارامد با 15 حالت بیشتر که دارای روکش کلد مطابق با استاندارد صنعت فعلی 0.125 میلی متر یا 125 میکرون می باشند میسر و به نمایش گذاشته شد. این امر توسط مالتی پلکسرهای چند حالته و فیبر نوری که انتقال پهنای باند بیش از 80 نانومتر را در فاصله 23 کیلومتری پشتیبانی می نماید، میسر گردید. این رخداد پتانسیل فیبر مالتی مد تک هسته را جهت انتقال ظرفیت بالا با استفاده از فرآیندهای ساخت فیبر مشابه فرآیندهای تولید فیبر استاندارد مالتی مد بررسی می نماید.

نتایج این مقاله برای جلسه پس از موعد مقرر در چهل و چهارمین کنفرانس اروپایی ارتباط نوری (ECOC 2020) پذیرفته شد.

سابقه انتقال 1 پتابیت بر ثانیه

در طول دهه های گذشته ، تحقیقات فشرده ای در سراسر جهان جهت افزایش نرخ انتقال داده ها در سیستم های فیبر نوری با استفاده از مالتی پلکسینگ مد یا حالت ها به منظور جبران نیازهای انتقال داده انجام شده است. فیبر مالتی مد در مقایسه با فیبر های نوری مالتی کر ، می توانند از ظرفیت سیگنال نوری بالاتری پشتیبانی نمایند و ساخت آن ها آسان تر می باشد. با این حال ، استفاده از فیبر مالتی مد جهت انتقال ظرفیت های تقسیم چندگانه طول موج با میزان بیشتری داده نیاز به استفاده از پردازش سیگنال دیجیتال محاسباتی فشرده دارد. این نیازها با تعداد حالت های انتقال افزایش می یابد و تحقق سیستم های انتقال که از تعداد زیادی حالت فیبر نوری پشتیبانی می نمایند ، یک زمینه فعال تحقیقاتی می باشد.

دستاوردهای انتقال 1 پتابیت بر ثانیه با استفاده از فیبر نوری مالتی مود تک هسته

در موسسه NICT ، یک آزمایش انتقال ، طراحی و اجرا شد که از فیبرهای انتقال داده ساخته شده توسط Prysmian و مالتی پلکسرهای مورد استفاده توسط آزمایشگاه های بل استفاده شده است. یک سیستم گیرنده پهنای باند در موسسه NICT جهت انتقال و دریافت طول موج WDM با کیفیت سیگنال بالا تولید و ارائه شد. مالتی پلکسرهای حالت جدید مبتنی بر یک فرایند تبدیل نور چند صفحه ای می باشند که در آن نور با 15 ورودی به فیبر تزریق می شود، چندین مرتبه روی صفحه فاز منعکس می شود تا با حالت های فیبر انتقال یافته مطابقت داشته باشد.

فیبر انتقال 23 کیلومتر مسافت دارد و دارای طرح شاخص درجه بندی شده می باشد. فیبر انتقال یافته بر اساس طرح های موجود فیبر مالتی مد می باشد که جهت عملکرد پهنای باند بهینه شده اند و دارای روکش کلد با قطر 0.125 میلی متر و روکش با قطر 0.245 میلی متر می باشند ، هر دو روکش بااستاندارد صنعت فعلی مطابقت دارند . سیستم انتقال ، اولین انتقال بیش از 1 پتابیت بر ثانیه را در یک فیبر مالتی مد معرفی می نماید که افزایش ضریب 2.5 برابری انتقال را نشان می دهد.

هنگام افزایش تعداد حالت ها در سیستم انتقال فیبر مالتی مد و پیچیدگی محاسباتی پردازش سیگنال دیجیتال MIMO مورد نیاز ،افزایش می یابد. با این حال ، فیبر انتقال یافته مورد استفاده تاخیر کمی دارد که پیچیدگی MIMO را ساده می نماید و این تأخیر مد کم را روی یک پهنای باند بزرگ فیبر نوری حفظ می نماید. در نتیجه، ما می توانیم انتقال 382 کانال طول موج را نشان دهیم که هر کدام با سیگنال های 64-QAM مدوله شده اند.

انتظار می رود موفقیت انتقال با ظرفیت بالا با استفاده از فیبر نوری مالتی مد تک هسته، که دارای تراکم سیگنال نوری بالا و فناوری ساخت آسان می باشد ، فناوری انتقال فیبر مالتی مد با ظرفیت بالا را برای سیستم های انتقال نوری با ظرفیت بالا در آینده توسعه دهد.

چشم انداز آینده انتقال 1 پتابیت بر ثانیه

در آینده، ما می خواهیم امکان گسترش مسافت انتقال فیبر نوری مالتی مد با ظرفیت بالا و ترکیب آن با فناوری چند هسته را جهت ایجاد پایه و اساس فناوری انتقال نوری آینده با ظرفیت بالا دنبال نماییم.

این مقاله جهت اعلام نتایج آزمایش در چهل و چهارمین کنفرانس ارتباطات فیبر نوری اروپا (ECOC2020 ، ششم تا دهم دسامبر 2020) منتشر شده است که یکی از بزرگترین کنفرانس های بین المللی مربوط به ارتباطات فیبر نوری می باشد. این کنفرانس قرار بود که در بروکسل ، بلژیک برگزار شود اما به دلیل اپیدمی کووید-۱۹ (کرونا)، در زمان مشخص انجام نگردید. این مقاله ارزیابی بسیار بالایی را دریافت نمود و جهت ارائه در جلسه ویژه جدیدترین تحقیق که در تاریخ 10 دسامبر برگزار گردید، تصویب شد.

لینک های مرتبط

کابل فیبر نوری

کابل شبکه مسی

 
کورنینگ CORNING :