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盤點:2013年光通信領域科學前沿技術

2013-12-12 09:47:56 OFweek光通訊網  點擊量: 評論 (0)
伴隨著人們對高速傳輸需求的上升,2013年的科學界也在上演一場速度比拼,科學家們通過開發新的傳輸材質、新的工藝結構、新的編碼技術等多種方式,實現更高效的通信。另外,在光集成、通信安全等領域也獲得了不同

產生的31%速度上限衰減。研究團隊通過波分復用技術(WDM)在310米長的中空光纖中發送了37個40Gb的信號,實驗室結果顯示傳輸速度高達每秒73.7Tb,創下了人類有史以來在實驗室中最快的傳輸記錄之一。“之前的光纖要不就是用高損耗換取帶寬,要不就是犧牲帶寬減小損耗,而我們做到了兩全其美。”伯樂蒂說道。

在現實應用中,每公里3.5dB的損耗是可以接受的,但這種“空氣光纖”在短時間內取代傳統光纖的可能性還是比較小的(畢竟短期內服務商也不可能提供如此高的帶寬)。但對于大型數據中心和超級計算機互聯而言,使用這種光纖倒是能顯著地降低延遲,提升速度。


耳機降噪原理可用于光纜通信領域 提高網速

美國貝爾實驗室的研究人員發現,耳機噪音消除的基本原理能夠提高互聯網的連接速度和可靠性,借助該技術現已于1.28萬公里長的光纖電纜線路上,實現了以每秒400GB的速度發送數字信號。

一直以來,光信號在長途光纜中傳輸所帶來的噪音就一直困擾著通信業。但現在研究人員從降噪耳機那里獲得了靈感——它能夠接收外界的噪音,然后通過耳機內部的電子電路產生與噪音音波相位相反的信號,以此來消除噪音。研究人員認為,這種原理同樣能夠應用于光纜通信領域,即將耳機主動式降噪技術應用于提高光纖連接的速度和可靠性,所不同之處只在于用光信號取代電信號。

研究團隊此次運用了相位共軛(phase conjugation)技術,這也是一種很有前景的抑制”非線性克爾(Kerr)效應“的手段——正是后者限制了光纖通信中的傳輸速率和容量,并成為當前光纖通信系統的主要障礙。

而相位共軛簡單說來,就是將兩個電波相互重疊,以取得抵消噪聲,消除非線性失真的效果。研究人員的具體做法則是在光纖電纜上傳輸原始數據的同時,發送兩個光束進行噪聲消除——光束具有收集并消除噪聲的性質。

此次的技術或將成為通信業的福音。目前,全球運營商建設的傳輸網,主要以單波10Gbps以及40Gbps傳輸網為主。而隨著網絡流量的快速增加,100Gbps系統組建傳輸網已經成為必然--但該種組網的興建遇到相當多的問題,其中噪音就是最棘手的之一,單波400Gbps系統的情況更為嚴重。

相比之下,劉響的團隊現已經在一條1.28萬公里長的光纖電纜線路上,實現了以每秒400GB的速度發送數字信號,而目前谷歌光纖向用戶提供的互聯網速度是每秒1GB。如果該技術得到應用推廣,400Gbps的系統將可以實現單纖24Tbps的大容量遠距離傳輸,從而大大緩解目前運營商所面臨的流量問題。

有外媒評論稱此次技術將極大優化和提升當前互聯網的性能。不過劉所在研究團隊尚未確定這項技術進行商業化應用的時間。


扭曲光束可提高光纖信息承載能力

美國的一個科研小組的研究成果顯示,通過不同形狀的扭曲光束來編碼信息,可以提高互聯網”信息高速公路“的承載能力,從而有效地緩解網絡擁堵。

從前幾年開始,就有多個研究團隊在嘗試通過光束的形狀來為信息編碼,以此緩解網絡交通堵塞,該技術利用到了被稱為軌道角動量的光屬性。目前,網絡信號是利用直向傳播的光束來傳送的,但特定的濾波器可以使光束在行進過程中發生不同程度的扭曲。不過,利用這種效應進行的實驗效果不甚理想:不同形狀的光束在前進不到1米的距離后,往往就相互混雜了。

但現在,美國波士頓大學和南加州大學的研究人員合作,找到了一種方法使不同形狀的光束分開行進,傳送

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責任編輯:廖生玨

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