Учёные продолжают развивать волоконно-оптическую технологию

Авторы и источники / Правообладателям

В то время как телекоммуникационные операторы в США не спешат развёртывать высокоскоростные волоконно-оптические сети, приводя различные оправдания своей медлительности, учёные-исследователи продолжают способствовать продвижению волоконной технологии и бьют рекорды скорости, расстояния и эффективности.

Учёные собрались для обсуждения своих последних достижений в области волоконно-оптической технологии на конференции Optical Fiber Communication Conference and Exposition/National Fiber Optic Engineers Conference (OFC/NFOEC), состоявшейся 17 – 21 марта 2013 года в г. Анахайм (штат Калифорния, США). Эти достижения включают всё – от нового поколения волоконно-оптических кабелей до новых маломощных технологий использования оптического волокна внутри суперкомпьютеров, но главные новости приходят от компании AT&T Labs-Research.  Учёные из этой компании разработали новые технологии, позволяющие передавать данные со скоростью 400 Гб/с на расстояние около 7500 миль (12 070,08 километров).  Эта технология обеспечивает превышение примерно в 400 раз скорости сети Google Fiber и не требует создания новой инфраструктуры.

Google Fiber - вызывающий большое внимание проект по созданию инфраструктуры сети широкополосного доступа к Интернету с помощью волоконно-оптической связи. Проект был реализован в городе, выбранном по конкурсу - г. Канзас-Сити (штат Канзас, США).  О своём выборе компания Google объявила 30 марта 2011. К июлю 2012 инфраструктура сети была успешно проложена и готова к эксплуатации.

Компания AT&T добилась своего рекорда скорости на существующих 100 Гб/с сетях.  Для этого группа специалистов из AT&T Labs-Research под руководством Сянг Чжоу (Xiang Zhou) создала новый метод модуляции, который позволил им использовать имеющийся спектр более эффективно. Несмотря на то, что учёные смогли осуществить передачу информации на расстояние 12000 километров с использованием более медленных соединений, это новый рекорд дальности для такой скорости и такого уровня эффективности. Это научно-техническое достижение должно быть благом для операторов, работающих с волоконно-оптическими сетями большой протяжённости – такими, как подводные линии.

В то время как компания AT&T работает над оптимизацией процесса передачи, группа исследователей из компании-производителя волоконно-оптического оборудования AFL разработала способ сделать быструю волоконно-оптическую инфраструктуру более практичной. Волоконно-оптические кабели можно соединить вместе в «многоволоконные световоды» (“multicore fibers”). Можно объединить до 19 волокон, увеличив, таким образом, пропускную способность в 19 раз.

Но сращивание этих волокон представляет собой сложную операцию. Учёные сравнивают её с попыткой взять два пучка спагетти и попробовать точно выровнять каждую макаронину в обоих пучках. До настоящего времени это можно было выполнить только вручную, и отсутствие автоматизированного процесса сращивания препятствует внедрению «многоволоконных световодов» в реальные области применения. 

Команда исследователей из компании AFL использует устройство для сращивания, оснащённое двумя видеокамерами, и алгоритм сопоставления по эталонам для приблизительного выравнивания по оси и совмещения волокон. Кроме того, в этом устройстве применяется метод обратной связи по мощности (power-feedback method) и процедуры обработки изображений для более точного выравнивания волокон по оси перед их сращиванием тепловым методом. Если многоволоконные световоды изготовлены по стандартной конструкции, такое автоматическое сращивание должно привести к тому, что телекоммуникационные компании будут использовать эти более эффективные волоконно-оптические кабели.

Тем временем команда учёных из IBM, реализующая проект, финансируемый агентством DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) (агентство передовых оборонных исследовательских проектов Министерства обороны США, отвечающее за разработку новых технологий для использования в вооружённых силах), использует волоконную оптику для иной цели: передача больших объёмов данных внутри суперкомпьютера. Эти учёные нашли способ удвоить скорость передачи при сокращении в два раза требуемой энергии. В отличие от исследователей из компании AT&T, учёные из IBM/DARPA работают над технологией передачи на очень короткие расстояния. Эти исследования помогут суперкомпьютерам следующего поколения работать ещё быстрее и потреблять меньше электроэнергии.