伴隨著人們對(duì)高速傳輸需求的上升，2013年的科學(xué)界也在上演一場“速度比拼”，科學(xué)家們通過開發(fā)新的傳輸材質(zhì)、新的工藝結(jié)構(gòu)、新的編碼技術(shù)等多種方式，實(shí)現(xiàn)更高效的通信。另外，在光集成、通信安全等領(lǐng)域也獲得了不同程度的突破。

NEC 實(shí)現(xiàn)1Tb信號(hào)的5400公里長距離實(shí)時(shí)通信

NEC公司 2013年1月宣布，其通過實(shí)時(shí)處理成功使用每秒1Tbit(1T=1024G)的大容量信號(hào)進(jìn)行了5400公里的長距離通信。此次是將100 Gbit的副載波信號(hào)以高密度方式疊加，生成1Tbit的"超信道信號(hào)"，并通過光纜傳輸了5400公里的距離。NEC已通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，可對(duì)該疊加信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，并毫無錯(cuò)誤地完成通信。5400公里大約相當(dāng)于東京和新加坡或者紐約和倫敦之間的距離。如果將新技術(shù)應(yīng)用于橫跨大陸間的海底光纜上，那么將可以更加輕松地將大城市高速連接起來。

該級(jí)別的大容量長距離通信實(shí)驗(yàn)的成功在全球尚屬首次。隨著大容量視頻發(fā)送和云計(jì)算的普及，采用海底光纜的國際通信網(wǎng)絡(luò)需求激增。NEC在這個(gè)領(lǐng)域擁有全球最高的市場份額。由于新技術(shù)面向?qū)嵱没~進(jìn)了一大步，因此NEC將強(qiáng)化針對(duì)通信運(yùn)營商等的業(yè)務(wù)活動(dòng)。計(jì)劃今后利用新鋪設(shè)的海底光纜使該其通信服務(wù)被通信網(wǎng)絡(luò)采用。

NEC的此次實(shí)驗(yàn)中采用了精密調(diào)整信號(hào)波形(光譜形狀)以抑制因傳輸而產(chǎn)生的信號(hào)劣化，以及通過數(shù)字電路補(bǔ)償失真的方法，確立了在數(shù)千公里的長距離通信中也不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的技術(shù)。與目前主流的采用100 Gbit信號(hào)的光纜通信網(wǎng)絡(luò)相比，可將頻率利用效率(通信容量)提高約43%。

同在1月份，NEC美國全資子公司與康寧聯(lián)合宣布創(chuàng)造了光纖傳輸新記錄。NEC在美國普林斯頓的研究人員和康寧在蘇利文工業(yè)園研究中心的工程師聯(lián)合成功實(shí)現(xiàn)了基于多芯光纖MCF的1.05Pbps(1pbps=1000tbps)的超高速傳輸，其頻譜利用效率109比特每秒每赫茲頻率。傳輸采用了空分復(fù)用(SDM)方案和光多輸入多輸出(MIMO)的信號(hào)處理技術(shù)。

這些新技術(shù)為新的超高速傳輸提供了新的可能，同時(shí)也為運(yùn)營商快速增加網(wǎng)絡(luò)容量提供了經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。

英國南安普敦大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)讓光纖傳輸速度真正接近了宇宙的速度極限——光速。弗朗西斯科˙伯樂蒂(Francesco Poletti)和他的團(tuán)隊(duì)制造的光纖能夠以99.7%的光速傳輸數(shù)據(jù)，換成數(shù)據(jù)量73.7Tb/s，即大約10TB/s，這個(gè)速度比現(xiàn)在常用的40Gb級(jí)的光纖電纜要快一千多倍，并且大大降低了傳輸時(shí)延。

光在真空中的傳播速度為299,792,458米每秒，而在其余介質(zhì)中的光速會(huì)大為降低。在普通光纖(材質(zhì)為石英玻璃)中，光的傳播速度將降低31%。由于光在空氣中的傳播速度要快于在玻璃中的傳播速度，研究團(tuán)隊(duì)也因此萌生了相當(dāng)有創(chuàng)意的想法——他們要制造一種空心光纖，空氣將成為這種光纖的主要組成材質(zhì)。

但他們遇到的最大問題便是這樣制造出來的光纖難以彎曲。對(duì)于普通光纖來說，玻璃/塑料材質(zhì)擁有一定的折射率，光線因?yàn)槿瓷淇梢栽诠饫w內(nèi)曲折前進(jìn)。但是，當(dāng)光纖內(nèi)部存在中空時(shí)，一旦光纖發(fā)生彎曲，信號(hào)的傳輸就會(huì)被干擾，光纖的帶寬就會(huì)被限制。

對(duì)于這個(gè)歷史性難題，南安普敦大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)從根本上升級(jí)了中空光纖的設(shè)計(jì)，在光纖內(nèi)部空氣與玻璃接觸面上附上一層超薄的特殊物質(zhì)，形成核心-包覆邊界，使光無法向外折射。他們新設(shè)計(jì)的光纖每公里的損耗為3.5dB，而帶寬高達(dá)160nm。當(dāng)然，最關(guān)鍵的是，光在這種光纖內(nèi)的傳播速度大幅提升，擺脫了傳統(tǒng)光纖因?yàn)椴馁|(zhì)