26テラビット/秒光ファイバーシングルレーザー

Nature Photonics誌は、現在の最大1.6 Tb / sではなく最大26 Tb / sの速度でファイバーを介してデータを送信するための新しい技術の説明を発表しました。



カールスルーエ大学のWolfgang Freude教授が率いるドイツのエンジニアのグループは、光ファイバー(802.11およびLTE)、デジタルテレビ(DVB-T)、ADSLで広く使用されているOFDM (直交周波数分割多重)を使用しました。 。



光束をサブキャリアに分割する必要があるため、ファイバでOFDMを使用するのはより困難です。 以前は、これを行う唯一の方法は、各サブキャリアに個別のレーザーを使用することでした。





異なるタイプの多重化の比較



各周波数でのブロードキャストには、個別のレーザーと個別の受信機が使用されるため、数百のレーザーが1つのファイバーチャネルで同時に信号を送信できます。 フロイト教授によると、チャネルの総帯域幅はレーザーの数によってのみ制限されます。 「実験はすでに実施されており、100テラビット/秒の速度が実証されています」と BBCのインタビューで述べました。 しかし、そのためには約500個のレーザーを使用する必要があり、それ自体は非常に高価です。



フロイトと同僚は、短いパルスで動作する単一のレーザーで、ファイバーを介して異なる色の300以上のサブキャリアを送信する技術を開発しました。 光周波数コムと呼ばれる興味深い現象がここに表示されます。 各小さなパルスは、周波数と時間で「スミア」されているため、適切なタイミングの助けを借りて信号受信機が理論的に各周波数を個別に処理できます。







数年の仕事の後、ドイツの研究者は依然として正しいタイミングを見つけ、適切な材料を選択し、高速フーリエ変換(FFT)を使用して各サブキャリアの処理を実行しました。 フーリエ変換は、実変数の関数を実変数の別の関数にマッピングする操作です。 この新しい関数は、元の関数を基本成分(異なる周波数の調和振動)に分解する際の係数を記述します。







FFTは、光をサブキャリアに分解するのに最適です。 通常のパルスから合計約350色(周波数)を抽出でき、従来のOFDM技術のように、それぞれが別々のサブキャリアとして使用されることが判明しました。 昨年、フロイトと同僚は実験を行い、実際には10.8テラビット/秒の速度を示しましたが 、現在では周波数認識の精度がさらに向上しています。



フロイトによると、彼が開発したタイミングとFFTの技術は、マイクロ回路に非常にうまく実装でき、商業的な用途を見つけることができます。



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