Las tarifas de datos de fibra óptica alcanzan nuevas velocidades récord

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Un equipo de investigadores de Japón y el Reino Unido ha batido un récord mundial de comunicaciones por fibra óptica sobre fibra de grado comercial. Ampliando el ancho de banda de comunicación de la fibra. El equipo pudo crear velocidades de datos cuatro veces más rápidas que los sistemas comerciales existentes. Esto es un 33 por ciento mejor que el récord mundial anterior. El éxito de los investigadores se debe en parte a su uso innovador de amplificadores ópticos para aumentar las señales en las comunicaciones. Bandas de frecuencia que la tecnología tradicional de fibra óptica Hoy en día se utiliza con menos frecuencia. “Es simplemente más espectro. Más o menos”, dijo Ben Puttnam, investigador principal del Instituto Nacional de Tecnología de la Información y las Comunicaciones (NICT) en Kokanei. En Japón, Puttnam dijo que los investigadores han construido su kit de hardware de comunicaciones a partir de amplificadores ópticos y otros dispositivos desarrollados en parte por Nokia Bell Labs y Amonics Six, con sede en Hong Kong. Puede exprimir señales de luz a través de las longitudes de onda de la banda C, la banda de comunicaciones estándar actual, y las menos populares bandas L, S y E (la banda E está en el infrarrojo cercano, mientras que la banda S). , la banda C y la banda L se encuentran en lo que se conoce como infrarrojo de longitud de onda corta. La combinación de bandas E, S, C y L permite que la nueva tecnología transmita velocidades de 402 terabits por segundo (Tbps) a través de varios tipos de cables de fibra óptica. que ya existe tanto en la tierra como bajo el océano Esto es impresionante en comparación con sus competidores. «Los mejores sistemas comerciales del mundo son de 100 terabits por segundo», dijo Puttnam, «por lo que ahora somos aproximadamente cuatro veces mejores». Un equipo de investigadores de la Universidad de Aston en Birmingham, Inglaterra, mostró lo que entonces era un récord de 301 Tbps utilizando la misma tecnología que la colaboración japonés-británica. Además de compartir una serie de investigadores entre los dos grupos, Puttnam agregó que si quieres llevar todo al límite, Se sigue extrayendo más ancho de banda de los cables existentes. Incluso con las tecnologías actuales de banda E, banda S, banda C y banda L (ESCL para abreviar), “si realmente lo presionas todo. Si llenas todos los espacios en blanco Y tiene la más alta calidad. Cada canal que puede manejar es probablemente 600. [Tbps] Ese es el límite real», dijo Putnam. Eso está aumentando a 402 Tbps, o 600. La «C» en la banda C significa «convencional», y la banda C es la banda de comunicaciones más común en fibra óptica. Esto se debe en parte a que las señales en esta región espectral sufren una baja pérdida de señal de la fibra. «La pérdida de fibra aumenta a medida que te alejas de la banda C en ambas direcciones», dijo Puttnam. En la mayor parte de la banda E, por ejemplo, el mismo fenómeno que hace que los cielos sean azules y las puestas de sol rosadas y rojas (la dispersión de Rayleigh) produce la pérdida de fibra. fibra menos transparente para estas regiones del espectro infrarrojo. Y así, a veces, en las noches de niebla, es necesario utilizar las luces antiniebla. La potente amplificación en las bandas E, S y L también es un componente clave del grupo ESCL. “Los mejores sistemas comerciales del mundo son 100 terabits por segundo. Ahora somos aproximadamente cuatro veces mejores”. —Ben Putnam, NICTP Los esfuerzos masivos para aumentar el ancho de banda de la fibra óptica a menudo se basan en los llamados amplificadores de fibra dopada (DFA), donde la señal óptica ingresa a la fibra modificada que está dopada con tierras raras. iones como el erbio. Cuando el láser de bombeo se proyecta dentro de la fibra. Los elementos impuros de la fibra son empujados a estados de mayor energía. Esto permite que los fotones de la señal luminosa pasen a través de la fibra para estimular la liberación de excitación de los componentes dopantes. El resultado es una señal más fuerte (es decir, amplificada) que sale del tramo de fibra DFA que la señal entrante. Pero incluso el bismuto DFA es la opción menos mala para potenciar las señales de banda E. A veces pueden resultar ineficaces. con una tasa de ruido más alta y un ancho de banda más limitado, Puttnam dice que el equipo ha desarrollado un DFA dopado con bismuto y germanio. Luego agregaron un tipo de filtro desarrollado por Nokia para aumentar la eficiencia del amplificador y mejorar la calidad de la señal. «De este modo se puede controlar el espectro para compensar las variaciones en el amplificador», afirma Puttnam. El amplificador aún puede funcionar sin sobrecargar la señal original, dice Chigo Okonkwo, profesor asociado de ingeniería eléctrica en el Instituto Eindhoven Hendrik Casimir de la TU Eindhoven en los Países Bajos. Añadió que Es necesario desarrollar nuevos amplificadores ópticos para las bandas E, S y L, así como para la banda C estándar, pero la sobreamplificación o la amplificación en la ubicación incorrecta a lo largo del cable también sería difícil. de algo bueno. “Si se inyectan más fotones en la fibra”, dijo, “cambian las condiciones en la fibra. como el clima que afecta a los fotones que vienen después distorsionando así las señales que transmiten”. Puttnam enfatiza que el equipo de investigación no está enviando una sola señal a través de un cable de fibra óptica de calidad comercial que transporta 402 billones de bits de datos por segundo. Pero el equipo probó cada región del espectro por separado. así como varios amplificadores y filtros. Se trata del cableado que debe implementarse como parte del paquete ESCL general, pero lo más importante son los beneficios reales de esta tecnología para la fibra de calidad comercial existente. «Agregar más bandas de longitud de onda es algo que se puede hacer sin extraer fibra», dijo Puttnam. Puede reemplazar un extremo. Ese es el transceptor. Tanto el transmisor como el receptor O tal vez ya esté a mitad de camino. Quieres cambiar el amplificador. Y eso es lo que más deseas. [need to] Hacer” “Las redes de fibra óptica deben ser inteligentes, seguras y resistentes”. —Polina Bayvel, University College London Según Polina Bayvel, profesora de comunicaciones y redes ópticas en el University College London, un único transceptor al que se refiere Puttnam es el próximo desafío para el campo. “El transceptor debe ser inteligente. Lo mismo ocurre con los coches autónomos. Capaz de reconocer y adaptarse al entorno. Ofrezca capacidades donde y cuando sean necesarias”, dijo Bayvel, quien ha trabajado con miembros del equipo en el pasado pero no está involucrado en la investigación actual. Es por eso que las técnicas de inteligencia artificial y aprendizaje automático (ML) pueden ayudar a la próxima generación. está tratando de exprimir más bits a través de fibras ópticas, dijo: “Las técnicas de IA/ML pueden ayudar a detectar y cancelar la distorsión y es necesario desarrollarlas. combinado con capacidades de alta capacidad”, añadió Baywell. “Necesitamos entender que los sistemas y redes de fibra óptica no son sólo tuberías de alta capacidad. Las redes de fibra óptica deben ser inteligentes, seguras y resistentes”. Los investigadores detallaron sus hallazgos a principios de este año en la Conferencia de Comunicaciones de Fibra Óptica 2024 en San Diego. Actualización T: 8 de julio de 2024: esta historia se actualizó para incluir las opiniones de Chigo Okonkwo en. TU Eindhoven del artículo de su sitio web, artículos relacionados en la web.

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