Найден способ резкого увеличения пропускной способности оптоволокна

Авторы и источники / Правообладателям

Пропускная способность оптоволоконных сетей. Легко видеть, что начиная с 2000 года прежняя скорость её роста нам только снится. Неужели время снова пришло?

 Временная остановка в росте скорости передачи данных по оптическому кабелю, кажется, подходит к концу.

 Если мы возьмёмся оценивать эффективность оптического кабеля в сравнении с другими средствами передачи информации на расстояние, то завершить панегирик придётся словами «превосходит в совершенствах все возможные хвалы». А вот если уподобить оптоволокно трубе нефтепровода, то оваций можно и не дождаться. Дело в том, что импульсы света в кабеле должны посылаться с перерывами, так, чтобы между ними были «зазоры» и один импульс не накладывался на другой. Представьте, что нефтепровод гнал бы продукт сгустками: пропускная способность такого устройства не выдерживала бы никакой критики.

Камилла Бре (Camille Brès) и Люк Тевена (Luc Thévenaz) из Швейцарской высшей политехнической школы в Лозанне попробовали резко сжать промежутки между световыми импульсами, при этом не снижая качества связи. Их мотивы понятны. «После появления в 1970-х оптоволоконной связи скорость передачи данных на её основе удесятерялась каждые несколько лет, — вспоминает г-жа Бре. — Но в последние годы мы упёрлись в потолок, и учёные по всему миру стараются пробить его». Дошло даже до того, что отдельные беспроводные технологии, пользуясь этой задержкой, собираются обогнать проводную связь!

Новый метод передачи информации генерирует синхронизирующие импульсы Найквиста почти идеально. «Эти импульсы имеют более заострённую форму, что позволяет им "подходить" друг к других, словно части одной головоломки, — поясняет Камилла Бре. — В результате, конечно, есть некоторая интерференция, сигналы слегка мешают друг другу, но не в тех местах, которые важны нам, чтобы иметь возможность считывать получаемые данные».

Сама идея столь плотной «подгонки» форм следующих друг за другом импульсов не нова, однако до сих пор её не удавалось реализовать так, чтобы наложение сигналов действительно не мешало декодировать информацию на стороне получателя. Что же позволило швейцарцам, которые использовали обычное оптоволокно, простой лазер и модулятор, добиться успеха?

«Простые лазеры» обычно одноцветны, то есть имеют одну рабочую частоту в очень узкой части спектра. Это до некоторой степени ограничивает их способность к передаче информации по кабелю: представьте, например, исполнение сложной мелодии на скрипке с одной струной. Но при помощи модулятора спектр излучения можно слегка корректировать, чтобы придать ему чуть другой цвет/частоту. Увы, основной цвет (рабочая частота) лазера всё равно доминирует, будучи более интенсивным, и нужная форма спектра «не вытанцовывается».

Для преодоления этой проблемы исследователи применили частотную гребёнку, с помощью которой оказалось возможным генерировать импульсы с почти идеальным по форме спектром. В итоге удалось добиться совмещения простых передатчиков сигнала с оптоволоконной линией существующего качества и при этом вдесятеро повысить скорость передачи массивов информации!

По словам исследователей, новый тип передающего оборудования сравнительно прост, и его производство может быть налажено уже в ближайшее время, так как речь идёт о вполне зрелой технологии.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature Communications.

Источник: Компьюлента.