Novo recorde de velocidade estabelecido para fibra óptica padrão da indústria

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Crédito da imagem: Christoph Burgsteet/Shutterstock.com

Uma equipe de pesquisadores do National Institute of Information and Communications Technology (NICT) e Sumitomo Electric Industries (SEI) em colaboração com a Eindhoven University of Technology, University of L'Aquila e Macquarie University desenvolveu uma fibra óptica de 19 núcleos com uma capacidade de transmissão recorde, que poderia potencialmente aumentar a capacidade em redes submarinas e outras redes de grande capacidade de longa distância.

A fibra de 19 núcleos com um diâmetro de revestimento padrão (0,125 mm) com um diâmetro de revestimento padrão (0,125 mm) tem o maior número de núcleos entre as fibras multinúcleo de diâmetro de revestimento padrão. Isso foi alcançado por meio da otimização da estrutura e do layout do núcleo, permitindo que a fibra acomodasse os núcleos no diâmetro padrão do revestimento, enquanto alcançava acoplamento aleatório entre os núcleos (caminhos de sinal óptico) e suprimia as diferenças nas características de propagação. Ele demonstrou transmissão de grande capacidade a uma taxa de dados de 1,7 Pb/s em uma distância de 63,5 km.

A equipe usou um design de fibra multinúcleo acoplado aleatoriamente para obter alta densidade de núcleo, bem como um processamento de sinal digital (DSP) de entrada múltipla e saída múltipla (MIMO) para eliminar a interferência de sinal entre núcleos.

A SEI projetou e fabricou a fibra de 19 núcleos acoplada aleatoriamente com um diâmetro de revestimento padrão, enquanto a NCT construiu um sistema de transmissão óptica para receber simultaneamente sinais de 19 núcleos a uma alta taxa de símbolos. O experimento utilizou bandas de comprimento de onda comumente usadas (C e L) e sinais 64QAM multiplexados por polarização.

A Macquarie University contribuiu com um multiplexador e demultiplexador de núcleo inscrito a laser tridimensional, que pode ser usado como uma interface com fibras ópticas monomodo convencionais. O chip de vidro 3D impresso a laser permite acesso com baixa perda aos 19 fluxos de luz transportados pela fibra e garante compatibilidade com equipamentos de transmissão existentes.

Chip de vidro impresso a laser em 3D da Macquarie University (Crédito: Macquarie University)

O Dr. Simon Gross, da Escola de Engenharia da Universidade Macquarie, explica: "Poderíamos aumentar a capacidade usando fibras mais grossas. Mas fibras mais grossas seriam menos flexíveis, mais frágeis, menos adequadas para cabos de longa distância e exigiriam uma reengenharia massiva da infraestrutura de fibra óptica . Poderíamos simplesmente adicionar mais fibras. Mas cada fibra aumenta a sobrecarga e o custo do equipamento e precisaríamos de muito mais fibras. Aqui na Macquarie University, criamos um chip de vidro compacto com um padrão de guia de onda gravado nele por um laser 3D tecnologia de impressão. Permite a alimentação de sinais nos 19 núcleos individuais da fibra simultaneamente com baixas perdas uniformes. Outras abordagens são com perdas e limitadas no número de núcleos. Tem sido emocionante trabalhar com os líderes japoneses em tecnologia de fibra óptica. Espero veremos essa tecnologia em cabos submarinos dentro de cinco a 10 anos."

Os pesquisadores disseram que os resultados de velocidade e distância demonstram a possibilidade de reduzir significativamente o consumo de energia do MIMO DSP em sistemas internacionais, em comparação com a transmissão de fibra multimodo. Espera-se que esta tecnologia de fibra contribua para futuras redes de comunicação óptica de longa distância e grande capacidade.

Pesquisadores do NCT também estabeleceram anteriormente um recorde mundial de velocidade de internet de 319 TB/s.

Referência

G. Rademacher, M. van den Hout, RS Luís, BJ Puttnam, G. Di Sciullo, T. Hayashi, A. Inoue, T. Nagashima, S. Gross, A. Ross-Adams, MJ Withford, J. Sakaguchi, C. Antonelli, C. Okonkwo e H. Furukawa, "Randomly Coupled 19-Core Multi-Core Fiber with Standard Cladding Diameter", na Conferência de Comunicação de Fibra Óptica (OFC) 2023, Technical Digest Series (Optica Publishing Group, 2023), papel Th4A.4.