Neuer Geschwindigkeitsrekord für Industriestandard-Glasfasern aufgestellt

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Bildnachweis: Christoph Burgsteet/Shutterstock.com

Ein Forscherteam des National Institute of Information and Communications Technology (NICT) und Sumitomo Electric Industries (SEI) hat in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Eindhoven, der Universität L'Aquila und der Macquarie University eine 19-adrige optische Faser entwickelt eine Rekordübertragungskapazität, die möglicherweise die Kapazität in Unterwasser- und anderen Fernnetzen mit großer Kapazität erhöhen könnte.

Die 19-Kern-Faser mit einem Standard-Manteldurchmesser (0,125 mm) mit einem Standard-Manteldurchmesser (0,125 mm) hat die größte Anzahl an Kernen unter den Mehrkernfasern mit Standard-Manteldurchmesser. Dies wurde durch eine Optimierung der Kernstruktur und -anordnung erreicht, die es der Faser ermöglichte, die Kerne im Standardmanteldurchmesser unterzubringen, während gleichzeitig eine zufällige Kopplung zwischen den Kernen (optische Signalpfade) erreicht und Unterschiede in den Ausbreitungseigenschaften unterdrückt wurden. Es zeigte eine Übertragung mit großer Kapazität und einer Datenrate von 1,7 Pb/s über eine Entfernung von 63,5 km.

Das Team verwendete ein zufällig gekoppeltes Mehrkern-Faserdesign, um eine hohe Kerndichte zu erreichen, sowie eine digitale Signalverarbeitung (DSP) mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen (MIMO), um Signalinterferenzen zwischen den Kernen zu eliminieren.

SEI entwarf und fertigte die zufällig gekoppelte 19-Kern-Faser mit einem Standardmanteldurchmesser, während NICT ein optisches Übertragungssystem konstruierte, um gleichzeitig 19-Kern-Signale mit einer hohen Symbolrate zu empfangen. Das Experiment nutzte häufig verwendete Wellenlängenbänder (C und L) und polarisationsmultiplexte 64QAM-Signale.

Die Macquarie University steuerte einen dreidimensionalen laserbeschrifteten Kernmultiplexer und -demultiplexer bei, der als Schnittstelle zu herkömmlichen Singlemode-Lichtwellenleitern verwendet werden kann. Der 3D-lasergedruckte Glaschip ermöglicht einen verlustarmen Zugriff auf die 19 von der Faser übertragenen Lichtströme und gewährleistet die Kompatibilität mit vorhandener Übertragungsausrüstung.

Der 3D-lasergedruckte Glaschip der Macquarie University (Quelle: Macquarie University)

Dr. Simon Gross von der School of Engineering der Macquarie University erklärt: „Wir könnten die Kapazität durch die Verwendung dickerer Fasern erhöhen. Dickere Fasern wären jedoch weniger flexibel, zerbrechlicher, für Langstreckenkabel weniger geeignet und würden eine massive Umgestaltung der Glasfaserinfrastruktur erfordern.“ Wir könnten einfach mehr Fasern hinzufügen. Aber jede Faser erhöht den Aufwand für die Ausrüstung und die Kosten, und wir würden viel mehr Fasern benötigen. Hier an der Macquarie University haben wir einen kompakten Glaschip entwickelt, in den ein 3D-Laser ein Wellenleitermuster eingraviert hat Drucktechnologie. Sie ermöglicht die gleichzeitige Einspeisung von Signalen in die 19 einzelnen Kerne der Faser mit gleichmäßig geringen Verlusten. Andere Ansätze sind verlustbehaftet und in der Anzahl der Kerne begrenzt. Es war spannend, mit den japanischen Marktführern in der Glasfasertechnologie zusammenzuarbeiten. Das hoffe ich Wir werden diese Technologie innerhalb von fünf bis zehn Jahren in Unterseekabeln sehen.“

Die Forscher sagten, dass die Geschwindigkeits- und Entfernungsergebnisse die Möglichkeit zeigen, den Stromverbrauch von MIMO DSP in internationalen Systemen im Vergleich zur Multimode-Glasfaserübertragung deutlich zu reduzieren. Diese Glasfasertechnologie soll zu künftigen optischen Kommunikationsnetzen über große Entfernungen und große Kapazitäten beitragen.

Forscher des NICT haben zuvor mit 319 Tbit/s auch einen Weltrekord für die Internetgeschwindigkeit aufgestellt.

Referenz

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 und H. Furukawa, „Randomly Coupled 19-Core Multi-Core Fiber with Standard Cladding Diameter“, in Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2023, Technical Digest Series (Optica Publishing Group, 2023), Papier Th4A.4.