Исследователи из МФТИ совместно с инженерами компаний Т8 (Россия) и Corning Incorporated (США) создали систему передачи высокоскоростного сигнала на большие расстояния без активного промежуточного усиления. Подобные системы помогут провести интернет и другие виды связи в отдаленные населенные пункты. Результаты работы опубликованы в журнале IEEE Photonics Technology Letters.
В странах, в которых есть большие незаселенные пространства, таких как Россия или Канада, или множество островов как в Индонезии есть проблема с прокладкой систем коммуникаций. Для передачи информации в таком случае требуется постройка промежуточных станций усиления сигнала, иначе он просто не дойдет до пункта назначения. Чтобы удешевить связь на дальние расстояния, изобретаются оптоволоконные системы, которые могут передавать сигнал без усиления по пути. Сейчас есть системы, способные связывать станции на расстоянии до 500 км со скоростью до 100 Гб/с.
Авторам данной работы удалось передать сигнал на расстояние 520 км со скоростью 200 Гб/с. Ранее подобное соотношение скорости и дальности достигалось только в научных лабораториях, однако результаты не были применимы за их пределами. В этот раз для передачи использовали кабели компании Corning, доступные для покупки. Это делает технологию передачи применимой в полевых условиях. Чтобы сигнал не затух, его усилили в самом начале и удаленно в двух промежуточных пунктах.
«Для усиления сигнала в пассивном волокне, совместно с ним по волокну распространялось высокочастотное излучение высокой мощности. Подобный подход позволил значительно улучшить отношение мощностей сигнала и шума на выходе линии», – поясняет Дмитрий Старых, один из авторов работы, аспирант Физтех-школы радиотехники и компьютерных технологий МФТИ.
Кабель был разделен на 3 секции, каждая из которых состояла из последовательно соединенных проводов 2-х типов. Также в местах соединения секций были установлены приемники для удаленной оптической накачки. При помощи лазерного излучения в эти приемники передавались электромагнитные волны, которые усиливали сигнал. Места соединения секций были подобраны для наиболее оптимального усиления сигнала. Первый приемник стоял на расстоянии 122 км от передатчика, второй – в 130 километрах от приемника. В своей работе исследователи выбрали частоту изменения сигнала, оптимальную по соотношению сигнала к шуму – 57 млрд раз в секунду. Хотя используемая система позволяет передачу сигнала со скоростью до 400 Гб/с, инженеры снизили ее до 200 Гб/с для повышения дальности.
«Уже сегодня мы ведем работу над созданием оптоволоконной системы с повышенной максимальной скоростью. Если сейчас верхняя граница скорости порядка 400 Гб/с, то в новой системе планируется достичь скорости 600 Гб/с на канал. В проектируемой системе мы смогли добиться улучшения сигнала для канальной скорости 200 и даже 400 Гбит/с. Я думаю, что в следующем году мы сможем обновить наш рекорд дальности», – дополняет Владимир Трещиков, генеральный директор компании Т8.
Полученные результаты можно уже сейчас применять для связи отдалённых областей, например таких как остров Сахалин.
Источник: МФТИ
