Tera- ja petabittistä datansiirtoa kuiduissa

Japanilaisen National Institute of Information and Communication Technologyn (NICT) Network System Research Institute ja kuituvalmistaja Fujikura ovat kehittäneet kolmen etenemismuodon optisen kuidun, joka pystyy laajakaistaisen tiedonsiirtoon ulkohalkaisijaltaan tavallisessa kuidussa, joka voidaan kytkeä olemassa oleviin laitteisiin.

Yhteistyökumppanit ovat onnistuneesti osoittaneet 1045 kilometrisen siirtokokeen, jossa tiedonsiirtonopeus oli 159 terabittiä sekunnissa. Ennätystekniikkaa esiteltiin äskettäin pidetyssä OFC 2018 -tapahtumassa.

Tärkeimmät uusimmat optisten kuitujen tyypit ovat moniytimiset kuidut, joissa on useita erillisiä optisia ytimiä sekä perinteisemmät monimuotokuidut, jotka tukevat useita etenemismuotoja yhdellä ytimellä jolla on suurempi halkaisija.

Vuoden 2017 aikana julkaistiin useita petabittejä sekunnissa siirtäviä kokeiluja moniytimisissä kuiduissa mutta yleensä on arvioitu, että suuren kapasiteetin ja pitkän matkan siirto olisi monimuotokuidussa vaikeaa.

Monimuotokuiduilla on erilaiset etenemisviiveet eriväristen optisten signaalien välillä, mikä vaikeuttaa suuren datanopeuden ja pitkän matkan siirtoa. Tämä saavutus osoittaa, että tällaisia rajoituksia voidaan voittaa.

Saavutetun tuloksen muuntaminen datanopeuden ja etäisyyden indikaattoriksi johtaa 166 Pb/s×km. Tämä on maailmanennätys tavallisen ulkohalkaisijan kuidussa jossa on vain kolme muototekijää ja suuri datanopeus yli 1000 kilometrin kuidulle.

Ennätyksellisen 159 terabittisekunnin siirtokapasiteetin saavuttamiseksi yksittäisen muodon multipleksointina käytetään 16-QAM:ia kaikkiaan 348 aallonpituudella ja MIMO-prosessin purkaessa sekoittuneiden muotosignaalien purkamisen yli 1000 kilometrisen siirron jälkeen.

Kokeilu osoittaa, että ulkohalkaisijaltaan (0,125 mm) tavanomaisia monimuotokuituja voidaan käyttää suurikapasiteettisten optisten runkoverkkojen siirtojärjestelmien rakentamiseen.