رکورد تازه در فیبر نوری؛ انتقال ۵۱.۳ ترابیت بر ثانیه از طریق فیبر توخالی

پژوهشگران و شرکت‌های مخابراتی چین موفق شدند در یک دستاورد مهم در حوزه ارتباطات نسل جدید نخستین آزمایش میدانی یک سامانه انتقال مبتنی بر فیبر نوری توخالی را با موفقیت انجام دهند؛ سیستمی که توانسته سرعتی معادل ۱.۲ ترابیت بر ثانیه برای هر طول موج و در مجموع ظرفیت ۵۱.۳ ترابیت بر ثانیه را ثبت کند.

به گزارش interestingengineering، این پروژه با همکاری شرکت China Telecom، شرکت Yangtze Optical Fibre and Cable Joint Stock Limited Company و شرکت Dekoli و در قالب یک طرح ملی تحقیقاتی در حوزه فناوری‌های پیشرفته فیبر نوری اجرا شده است.

این آزمایش روی طولانی‌ترین کابل تجاری فرامرزی فیبر نوری توخالی جهان انجام شد. در این تست با استفاده از یک سامانه انتقال بهینه‌سازی‌شده پژوهشگران توانستند ظرفیت کل ۵۱.۳ ترابیت بر ثانیه را در مسافتی حدود ۱۲۸ مایل (نزدیک به ۲۰۶ کیلومتر) بدون استفاده از تقویت‌کننده‌های میانی به دست آورند. این دستاوردی یک رکورد جدید در زمینه انتقال داده‌های پرظرفیت در مسافت طولانی محسوب می‌شود.

کاهش تاخیر و افزایش ظرفیت شبکه

فیبر نوری توخالی برخلاف فیبر‌های معمولی که نور را در هسته شیشه‌ای منتقل می‌کنند از ساختاری بهره می‌برد که در آن نور از میان هوا عبور می‌کند. این طراحی متفاوت باعث کاهش تاخیر سیگنال و افزایش ظرفیت انتقال می‌شود و بسیاری از محدودیت‌های فیبر‌های نوری سنتی را برطرف می‌کند.

به همین دلیل فیبر نوری توخالی به عنوان یکی از فناوری‌های امیدوارکننده برای شبکه‌های نسل آینده به‌ویژه در زیرساخت‌های ستون فقرات اینترنت و مراکز داده بزرگ مطرح شده است.

عبور از چالش‌های انتقال توان بالا در محیط واقعی

در این پروژه تیم تحقیقاتی موفق شد یکی از چالش‌های اصلی این فناوری یعنی انتقال سیگنال با توان بالا در یک شبکه واقعی را برطرف کند؛ مسئله‌ای که پیش‌تر در محیط آزمایشگاهی نیز به‌طور کامل حل نشده بود.

با تایید عملکرد پایدار در شرایط عملیاتی واقعی این آزمایش جایگاه فیبر نوری توخالی را به عنوان یک فناوری نوظهور ارتباطی تقویت کرد.

بهینه‌سازی انتقال با کنترل تطبیقی طول موج‌ها

پژوهشگران برای افزایش عملکرد سیستم از یک سازوکار کنترل تطبیقی نرخ داده برای هر طول موج استفاده کردند. این روش در کنار تخصیص انعطاف‌پذیر توان در کانال‌های مختلف باعث شد سیستم به جای تنظیمات ثابت به‌صورت پویا شرایط انتقال را مدیریت کند.

این طراحی امکان انتقال ترکیبی با نرخ‌های داده متفاوت، فاصله‌های کانالی متنوع و توان‌های تنظیم‌شده مستقل برای هر طول موج را فراهم کرد. در نتیجه عملکرد سیستم در کل طیف کانال‌ها متعادل‌تر و کارآمدتر شد.

طراحی جدید تقویت‌کننده نوری با توان بالا

در بخش دیگری از این پروژه یک معماری جدید برای تقویت‌کننده‌های نوری معرفی شد که بر پایه ساختار دوگانه تقویت‌کننده‌های آبشاری و روش چندعنصری دوپینگ توسعه یافته است.

این طراحی با هدف افزایش بهره‌وری و پایداری در شرایط توان بالا ایجاد شد. نتیجه آن تولید تقویت‌کننده‌ای با یکنواختی بالای بهره (gain flatness) بود که عملکرد سیگنال را در محدوده‌های مختلف عملیاتی پایدار نگه می‌دارد.

این سیستم همچنین توانست حداکثر توان خروجی ۳۳.۵ دسی‌بل میلی‌وات (dBm) را ثبت کند که به پایداری بیشتر کل سامانه انتقال کمک می‌کند.

سامانه‌های ایمنی و پایش هوشمند

برای افزایش ایمنی و جلوگیری از آسیب‌های احتمالی این سامانه به مجموعه‌ای از مکانیزم‌های حفاظتی مجهز شده است از جمله این موارد می‌توان به تشخیص ناهنجاری توان مسیر نوری، سیستم قطع خودکار در شرایط خطر و مکانیزم‌های هشدار متصل به شبکه اشاره کرد.

این ابزار‌ها امکان شناسایی سریع اختلالات را فراهم کرده و با واکنش فوری از آسیب به تجهیزات جلوگیری می‌کنند و قابلیت اطمینان کلی شبکه را افزایش می‌دهند.

انتهای پیام/