211service.com
La fibra supera la barriera dei 10 trilioni di bit
Gli ingegneri francesi e giapponesi hanno spremuto più di 10 trilioni di bit al secondo attraverso singole fibre ottiche. Questa capacità di record equivale a circa 150 milioni di conversazioni telefoniche simultanee.
I gruppi del gigante francese delle telecomunicazioni Alcatel e del produttore giapponese NEC hanno ottenuto risultati record separatamente e li hanno annunciati il 22 marzo alla conferenza sulle comunicazioni in fibra ottica ad Anaheim, in California.
Gli sviluppatori riportano tradizionalmente esperimenti di eroi da record alla mostra annuale. In genere, la capacità massima dei sistemi commerciali è in ritardo rispetto al ritmo record di solo pochi anni. Il 13 marzo, la società tedesca Siemens AG ha annunciato di aver trasmesso 3,2 trilioni di bit al secondo attraverso parti della rete in fibra ottica di WorldCom nell'area di Dallas durante un mese di prova che ha segnato un record al di fuori del laboratorio.
Dividere e conquistare
Per impostare record di velocità di trasmissione dei dati, gli ingegneri devono impacchettare i segnali in una fibra nel modo più efficiente possibile. Per fare ciò, spremono molti segnali di trasmissione separati nello spettro ottico disponibile, proprio come le stazioni radiofoniche o televisive sono raggruppate insieme nelle bande di trasmissione. La capacità totale dipende sia dal numero di canali separati che dalla velocità di trasmissione di ciascun canale.
I sistemi ottici trasmettono ciascun canale a una lunghezza d'onda separata, utilizzando una tecnica chiamata multiplexing a divisione di lunghezza d'onda. Tutti i canali devono rientrare in un intervallo limitato dall'attenuazione del segnale all'interno della fibra e dagli amplificatori ottici necessari per coprire lunghe distanze. La riduzione dello spazio tra i canali aumenta il numero che può trasportare dati ma aumenta anche il rischio di interferenza tra canali adiacenti.
I gruppi francese e giapponese hanno raggiunto equilibri diversi per infrangere la barriera dei 10 trilioni di bit. Entrambi i team hanno utilizzato canali individuali trasmettendo a 40 miliardi di bit al secondo, la stessa velocità di trasmissione dati utilizzata nella dimostrazione WorldCom. Tuttavia, Alcatel si è concentrata su segnali strettamente impacchettati nella gamma di lunghezze d'onda limitata degli amplificatori in fibra drogata con erbio necessari per la trasmissione a lunga distanza. NEC ha invece aggiunto un nuovo tipo di amplificatore per estendere la gamma di lunghezze d'onda disponibili.
Alcatel Pack 'Em In
Sebastien Bigo di Alcatel Research and Innovation a Marcoussis, in Francia, e altri 14 ingegneri Alcatel hanno lavorato all'interno delle bande convenzionali ea lunghezza d'onda lunga degli amplificatori standard in fibra drogata con erbio. Hanno distanziato i canali a intervalli alternati di 50 e 75 gigahertz, corrispondenti a spostamenti di lunghezza d'onda di circa 0,4 e 0,6 nanometri nella gamma di 1550 nanometri degli amplificatori all'erbio. La spaziatura irregolare ha permesso loro di aggiungere filtri ottici speciali, che tagliavano parte di ciascun canale, in modo che i canali adiacenti non interferissero tra loro. Questo ha racchiuso 32 canali in ciascuno dei due amplificatori in fibra di erbio che operano in diverse bande di lunghezza d'onda.
Il team di Alcatel ha quindi raddoppiato la capacità di trasmissione trasmettendo un set di segnali in una polarizzazione e un secondo set nella polarizzazione opposta, portando il numero totale di canali a 256 e la velocità totale a 10,2 trilioni di bit al secondo. Hanno dimostrato che il segnale può viaggiare attraverso 100 chilometri di fibra.
NEC si collega a un amplificatore
Kiyoshi Fukuchi di NEC Computer and Communication Media Research di Kawasaki, in Giappone, e sette colleghi di NEC hanno aggiunto un terzo amplificatore operante a lunghezze d'onda leggermente più corte e hanno allungato le due bande di fibre di erbio. Questo nuovo amplificatore, basato su fibre ottiche drogate con la terra rara tulio invece dell'erbio, ha fornito loro una gamma di lunghezze d'onda molto più ampia rispetto al gruppo Alcatel.
I ricercatori NEC hanno approfittato di questa gamma più ampia per imballare i canali in modo meno denso. Invece di sovrapporre segnali di polarità diverse alla stessa lunghezza d'onda, hanno sfalsato le lunghezze d'onda. In questa disposizione, ogni canale era di 50 gigahertz da due canali con polarizzazione diversa e 100 gigahertz da canali con polarizzazione identica, riducendo al minimo le interferenze. Utilizzando questo approccio, NEC ha trasmesso un totale di 273 canali a 40 gigahertz ciascuno, stabilendo un record di 10,9 trilioni di bit al secondo attraverso 117 chilometri di fibra.
Entrambi i sistemi sono ben al di sopra dei sistemi commerciali più veloci, che trasmettono fino a 160 canali a 10 miliardi di bit ciascuno. Le compagnie telefoniche devono ancora installare trasmettitori in tutti questi slot e la maggior parte dei sistemi funziona a velocità molto più basse.
Per più di due decenni, i record di velocità della fibra ottica a lunga distanza hanno più o meno resistito con la legge di Moore (il raddoppio ogni 18 mesi del numero di transistor confezionati su un chip). Questa crescita costante della capacità della fibra ha fatto abbassare i prezzi delle chiamate telefoniche a lunga distanza e ha aperto la gamma di pipeline di informazioni che trasportano il traffico Internet.
Tuttavia, l'incessante crescita del traffico Internet fa sembrare molto attraenti le condutture in fibra ottica ancora più grandi.