Nowy rekord w dziedzinie transmisji optycznej

Centrum badawcze Alcatel-Lucent Bell Labs ustanowiło nowy rekord w dziedzinie transmisji optycznej - pokonano barierę 100 Pb/skm. Jest to odpowiednik przesyłania przez kabel transoceaniczny 400 płyt DVD na sekundę.

Firma Alcatel-Lucent poinformowała, że naukowcy z jej centrum badawczego Bell Labs ustanowili nowy rekord szybkości transmisji optycznej wynoszący ponad 100 Pb/skm (czyli 100 mln Gb/skm).

Eksperyment ten polegał na przesyłaniu odpowiednika 400 płyt DVD na sekundę na odległość 7000 km odpowiadającą mniej więcej odległości między Paryżem a Chicago. Jest to największa jak dotychczas przepustowość osiągnięta na odległości transoceanicznej. Przekracza ona dziesięciokrotnie przepustowość uzyskiwaną w dzisiejszych najbardziej zaawansowanych komercyjnych kablach podmorskich. Aby uzyskać te rekordowe wyniki, naukowcy z centrum badawczego Bell Labs wykorzystali w nowatorski sposób nowe techniki detekcji oraz zastosowali zróżnicowaną gamę technologii modulacji, transmisji i przetwarzania sygnałów.

Wykorzystanie szybkiej transmisji optycznej stanowi kluczowy element opracowanej przez firmę Alcatel-Lucent architektury High Leverage Network™, która spotkała się z dużym zainteresowaniem największych operatorów.

Naukowcy z centrum badawczego Bell Labs w Villarceaux (Francja) wykorzystali 155 laserów, przy czym każdy z nich działał z inną częstotliwością i przesyłał 100 gigabitów danych na sekundę. Pozwoliło to badaczom osiągnąć rekordowe wyniki radykalnie zwiększające wydajność standardowej technologii WDM (Wavelength Division Multiplexing — zwielokrotnienie z podziałem falowym).

„Nie ulega wątpliwości, że ta rekordowa transmisja stanowi przełomowy moment w dążeniu do osiągnięcia zadowalającej przepustowości i szybkości sieci oraz ważny krok w kierunku zaspokojenia lawinowo rosnącego zapotrzebowania” — powiedział Gee Rittenhouse, szef działu badawczego w centrum Bell Labs (Bell Labs Research). „To znakomity przykład wyjątkowej wagi badań prowadzonych przez centrum Bell Labs, demonstrujący zdolność naszych naukowców do rozwiązywania złożonych problemów”.

Ten rekordowy wynik został osiągnięty poprzez przemnożenie liczby laserów przez ich szybkość transmisji równą 100 Gb/s i następnie poprzez przemnożenie tak uzyskanego zagregowanego wyniku równego 15,5 Tb/s przez odległość 7000 km, na którą przeprowadzono transmisję. Kombinacja szybkości i odległości wyrażana w bitach na sekundę na kilometr (b/skm) jest standardową metodą pomiaru szybkiej transmisji optycznej.

Transmisji dokonywano przez sieć, której regeneratory (urządzenia wykorzystywane do utrzymywania odpowiedniej mocy sygnału optycznego na dużych odległościach) były oddalone od siebie o 90 km. Odległość ta jest o 20% większa od zazwyczaj stosowanej w takich sieciach. Wyzwanie związane z utrzymaniem transmisji na takich odległościach było podczas tych eksperymentów znacznie większe w związku z szumami (zakłóceniami w sygnałach) pojawiającymi się w miarę wzrostu szybkości transmisji.

Badacze zwiększyli również przepustowość poprzez połączenie zaawansowanych cyfrowych procesorów sygnałowych opartych na detekcji koherentnej, technologii która umożliwia wydobycie większej szczegółowych parametrów sygnału świetlnego niż pozwala na to metoda detekcji bezpośredniej stosowana zazwyczaj w dzisiejszych systemach. Za pomocą tej techniki naukowcy byli w stanie skutecznie zwiększyć przepustowość poprzez zwiększenie liczby źródeł światła wprowadzonych do jednego światłowodu, utrzymując rozdzielność poszczególnych długości fal aż do momentu dotarciu sygnału do celu.

Szczegóły tego przełomowego rozwiązania zostały zaprezentowane w artykule omówionym podczas wyjątkowej sesji konferencji ECOC 2009 (prestiżowej europejskiej konferencji nt. komunikacji optycznej), do której zgłoszenia przyjmowano już po upływie terminu, w warunkach szczególnie silnej konkurencji.

Ten rekord w dziedzinie szybkości transmisji to najnowsze z długiej serii nowatorskich osiągnięć centrum badawczego Bell Labs w zakresie sieci optycznych, które stanowiły podstawę rozwiązań zmieniających rynek i umożliwiły firmie Alcatel-Lucent dalszy rozwój. Do osiągnięć tych należą m.in.: opracowanie technologii DWDM (Dense Wave Division Multiplexing — zwielokrotnienie z gęstym podziałem długości fali), wprowadzenie kabla światłowodowego z niezerową dyspersją, próby terenowe sieci Ethernet o przepustowości 100 Gb/s oraz wprowadzenie różnicowej modulacji fazy (Differential Phase-Shift Keying — DPSK) przy 40 Gb/s, metody modulacji używanej najczęściej na świecie w systemach o przepustowości 40 Gb/s.

źródło: Alcatel-Lucent