Međunarodni istraživački tim predvođen Laboratorijom za fotonske mreže Nacionalnog instituta za informacione i komunikacione tehnologije (NICT) uspeo je da demonstrira koherentni optički komunikacioni sistem sa rekordnim kapacitetom prenosa od 336 Tb/s. Ovaj napredni sistem koristi inovativan pristup koji uključuje jedan izvor svetlosti, generisanje optičkog češlja i distribuciju referentne frekvencije, čime se eliminiše potreba za stotinama tradicionalnih izvora svetlosti unutar transponder modula.
Ova nova tehnologija može značajno ubrzati komercijalizaciju optičkih komunikacionih sistema u S-, C- i L-opsegu, smanjujući troškove i pojednostavljujući sisteme. Rezultati istraživanja biće predstavljeni na 47. Konferenciji za komunikaciju sa optičkim vlaknima (OFC 2024), gde će ih predstaviti Ben Puttnam.
Kako bi se uhvatili u koštac sa rastućim zahtevima za većim kapacitetom prenosa podataka, istraživači su ispitivali multipleksiranje sa podelom talasnih dužina (VDM) i multipleksiranje sa prostornom podelom za komunikaciju optičkim vlaknima. NICT je već demonstrirao višepojasni VDM prenos sa ukupnim opsegom od 37 THz koristeći sve glavne opsege prenosa standardnih optičkih vlakana. Međutim, tradicionalni konvencionalni sistemi zahtevaju stotine kompaktnih, frekvencijski stabilizovanih izvora svetlosti, koji trenutno nisu dostupni za S, O, E i U opsege.
U novom radu, istraživači su generisali 650 setova parova nosilac/lokalni oscilator u većini S, C i L opsega (frekventni opseg od 16 THz) koristeći generisanje optičkog češlja na strani predajnika i prijemnika. Ovaj proces omogućava svakoj liniji grebena da bude usklađena sa frekvencijskim standardom od 25 GHz ITU i da poseduje dovoljno visok kvalitet za dual-polarizaciju 16-KAM multimodnu koherentnu komunikaciju.
Distribucija referentne optičke frekvencije omogućava sinhronizaciju između dva odvojena češljasta sistema na strani predajnika i prijemnika. Ovo znači da su nosilac i lokalni oscilator automatski imali istu frekvenciju oscilovanja, čime se eliminisala potreba za nezavisnom stabilizacijom frekvencije, kao što je to slučaj u konvencionalnim sistemima.
Istraživači su koristili višejezgarno vlakno sa 39 jezgara, gde je 38 jezgara podržavalo propagaciju u tri moda, a 1 jezgro je bilo dizajnirano za jednomodno širenje. Tokom eksperimenta, jedno od tromodnih jezgara je korišćeno za prenos podataka, dok je jednomodno jezgro korišćeno za distribuciju referentne optičke frekvencije.
Ukupan kapacitet prenosa od 336 Tb/s je gotovo 200 puta veći od trenutnog kapaciteta najsavremenijeg komercijalnog optičkog transponder modula koji iznosi 1,6 Tb/s. U konvencionalnom sistemu, za postizanje istog kapaciteta potrebno bi bilo 200 transponderskih modula sa nezavisnim izvorima svetlosti. Međutim, zahvaljujući novoj tehnologiji, istraživači su koristili samo jedan izvor svetlosti.
Ova inovacija može eliminisati potrebu za razvojem S-band ugrađenih izvora svetlosti, čime će se ubrzati komercijalizacija višepojasnih VDM komunikacija. Jednostavna konfiguracija i automatsko zaključavanje frekvencije doprineće dodatnim uštedama troškova, dok bi puna upotreba prostornih kanala mogla dodatno optimizovati performanse optičkih komunikacionih sistema.
