211service.com
Šķiedra šķērso 10 triljonu bitu barjeru
Franču un japāņu inženieri caur vienu optisko šķiedru ir izspieduši vairāk nekā 10 triljonus bitu sekundē. Šī rekorda jauda ir aptuveni 150 miljoni vienlaicīgu telefona sarunu.
Francijas telekomunikāciju giganta Alcatel un Japānas ražotāja NEC grupas rekordrezultātus sasniedza atsevišķi un paziņoja par tiem 22. martā Optical Fiber Communications konferencē Anaheimā, Kalifornijā.
Izstrādātāji ikgadējā izstādē tradicionāli ziņo par rekordu uzstādīšanu varoņu eksperimentiem. Parasti komerciālo sistēmu maksimālā jauda atpaliek no rekorda uzstādīšanas tempa tikai dažus gadus. 13. martā Vācijas uzņēmums Siemens A.G. paziņoja, ka ir pārraidījis 3,2 triljonus bitu sekundē caur WorldCom optiskās šķiedras tīkla daļām Dalasas apgabalā mēnesi ilga izmēģinājuma laikā, kas iezīmēja rekordu ārpus laboratorijas.
Skaldi un iekaro
Lai iestatītu datu pārraides ātruma rekordus, inženieriem pēc iespējas efektīvāk jāiepako signāli šķiedrā. Lai to izdarītu, tie izspiež daudzus atsevišķus pārraides signālus pieejamajā optiskajā spektrā, tāpat kā radio vai televīzijas stacijas tiek apvienotas apraides joslās. Kopējā jauda ir atkarīga gan no atsevišķu kanālu skaita, gan no katra kanāla pārraides ātruma.
Optiskās sistēmas pārraida katru kanālu atsevišķā viļņa garumā, izmantojot paņēmienu, ko sauc par viļņu garuma dalīšanas multipleksēšanu. Visiem kanāliem jāiekļaujas diapazonā, ko ierobežo signāla vājināšanās šķiedras iekšienē un optiskie pastiprinātāji, kas nepieciešami, lai nodrošinātu lielu attālumu. Samazinot atstarpi starp kanāliem, palielinās datu pārraides skaits, kā arī palielinās traucējumu risks starp blakus esošajiem kanāliem.
Franču un japāņu grupas panāca atšķirīgu līdzsvaru, lai pārvarētu 10 triljonu bitu barjeru. Abas komandas izmantoja atsevišķus kanālus, kas pārraidīja ar ātrumu 40 miljardi bitu sekundē, un tas pats datu pārraides ātrums tika izmantots WorldCom demonstrācijā. Tomēr Alcatel koncentrējās uz signālu blīvu iesaiņošanu ierobežotā viļņu garuma diapazonā ar erbiju leģētiem šķiedru pastiprinātājiem, kas nepieciešami liela attāluma pārraidei. Tā vietā NEC pievienoja jauna veida pastiprinātāju, lai paplašinātu pieejamo viļņu garuma diapazonu.
Alcatel iepako ‘Em In
Sebastjens Bigo no Alcatel pētniecības un inovācijas Markusī, Francijā, un 14 citi Alcatel inženieri strādāja standarta ar erbija leģētu šķiedru pastiprinātāju parastajās un garo viļņu garuma joslās. Tie izvietoja kanālus ar mainīgiem 50 un 75 gigahercu intervāliem, kas atbilst aptuveni 0,4 un 0,6 nanometru viļņa garuma nobīdēm erbija pastiprinātāju 1550 nanometru diapazonā. Nevienmērīgais atstatums ļāva viņiem pievienot īpašus optiskos filtrus, kas noskūta daļu no katra kanāla, lai blakus esošie kanāli netraucētu viens otram. Tas iesaiņoja 32 kanālus katrā no diviem erbija šķiedru pastiprinātājiem, kas darbojas dažādās viļņu garuma joslās.
Pēc tam Alcatel komanda dubultoja pārraides jaudu, pārraidot vienu signālu kopu vienā polarizācijā un otru komplektu pretējā polarizācijā, palielinot kopējo kanālu skaitu līdz 256 un kopējo ātrumu līdz 10,2 triljoniem bitu sekundē. Viņi parādīja, ka signāls var pārvietoties pa 100 kilometriem šķiedras.
NEC spraudņi pastiprinātājam
Kiyoshi Fukuchi no NEC Computer and Communication Media Research Kavasaki, Japānā, un septiņi NEC kolēģi pievienoja trešo pastiprinātāju, kas darbojas nedaudz īsākos viļņu garumos, un izstiepja divas erbija šķiedras joslas. Šis jaunais pastiprinātājs, kura pamatā ir optiskās šķiedras, kas leģētas ar retzemju tuliju, nevis erbiju, deva tiem daudz plašāku viļņu garumu diapazonu nekā Alcatel grupai.
NEC pētnieki izmantoja šo plašāko diapazonu, lai kanālus iesaiņotu mazāk blīvi. Tā vietā, lai vienā un tajā pašā viļņa garumā pārklātu dažādu polaritāti signālus, tie sadalīja viļņu garumus. Šādā izkārtojumā katrs kanāls bija 50 gigaherci no diviem kanāliem ar atšķirīgu polarizāciju un 100 gigaherci no identiski polarizētiem kanāliem, samazinot traucējumus. Izmantojot šo pieeju, NEC kopumā pārraidīja 273 kanālus ar 40 gigahercu frekvenci katrā, uzstādot rekordu 10,9 triljonus bitu sekundē caur 117 kilometriem šķiedras.
Abas sistēmas ir krietni augstākas par ātrākajām komerciālajām sistēmām, kas pārraida līdz 160 kanāliem ar 10 miljardiem bitu katrā. Telefonu kompānijām vēl nav jāinstalē raidītāji visās šajās laika nišās, un lielākā daļa sistēmu darbojas ar daudz mazāku ātrumu.
Jau vairāk nekā divas desmitgades tālsatiksmes optiskās šķiedras ātruma rekordi ir aptuveni saglabājušies atbilstoši Mūra likumam (mikroshēmā iepakoto tranzistoru skaits dubultojas ik pēc 18 mēnešiem). Šis vienmērīgais šķiedru jaudas pieaugums ir samazinājis tālsarunu cenas un atvēris daudzus informācijas cauruļvadus, kas nodrošina interneta trafiku.
Tomēr interneta trafika nepārtrauktais pieaugums padara vēl lielākus optiskās šķiedras cauruļvadus ļoti pievilcīgus.