Nuovo record di velocità stabilito per la fibra ottica standard del settore

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Credito immagine: Christoph Burgsteet/Shutterstock.com

Un team di ricercatori dell'Istituto Nazionale di Tecnologia dell'Informazione e della Comunicazione (NICT) e Sumitomo Electric Industries (SEI) in collaborazione con l'Università di Tecnologia di Eindhoven, l'Università dell'Aquila e l'Università Macquarie ha sviluppato una fibra ottica a 19 core con una capacità di trasmissione record, che potrebbe potenzialmente aumentare la capacità nelle reti sottomarine e in altre reti a lunga distanza e di grande capacità.

La fibra a 19 nuclei con diametro di rivestimento standard (0,125 mm) ha il maggior numero di nuclei tra le fibre multicore con diametro di rivestimento standard. Ciò è stato ottenuto ottimizzando la struttura e il layout del nucleo, consentendo alla fibra di accogliere i nuclei nel diametro del rivestimento standard, ottenendo al contempo un accoppiamento casuale tra i nuclei (percorsi del segnale ottico) ed eliminando le differenze nelle caratteristiche di propagazione. Ha dimostrato una trasmissione di grande capacità con una velocità dati di 1,7 Pb/s su una distanza di 63,5 km.

Il team ha utilizzato un design di fibra multi-core accoppiata casualmente per ottenere un'elevata densità di core, nonché un'elaborazione del segnale digitale (DSP) MIMO (multiple input multiple output) per eliminare le interferenze del segnale inter-core.

SEI ha progettato e fabbricato la fibra a 19 core accoppiata in modo casuale con un diametro di rivestimento standard, mentre NICT ha costruito un sistema di trasmissione ottica per ricevere simultaneamente segnali a 19 core a un tasso di simbolo elevato. L'esperimento ha utilizzato bande di lunghezze d'onda comunemente usate (C e L) e segnali 64QAM multiplexati con polarizzazione.

La Macquarie University ha contribuito con un multiplexer e demultiplexer con nucleo tridimensionale inciso al laser, che può essere utilizzato come interfaccia con le fibre ottiche monomodali convenzionali. Il chip di vetro stampato al laser 3D consente un accesso a bassa perdita ai 19 flussi di luce trasportati dalla fibra e garantisce la compatibilità con le apparecchiature di trasmissione esistenti.

Chip di vetro stampato al laser 3D della Macquarie University (Credito: Macquarie University)

Il dottor Simon Gross della School of Engineering della Macquarie University spiega: "Potremmo aumentare la capacità utilizzando fibre più spesse. Ma le fibre più spesse sarebbero meno flessibili, più fragili, meno adatte per cavi a lungo raggio e richiederebbero una massiccia riprogettazione dell'infrastruttura in fibra ottica . Potremmo semplicemente aggiungere più fibre. Ma ogni fibra comporta spese generali e costi per le apparecchiature e avremmo bisogno di molte più fibre. Qui alla Macquarie University, abbiamo creato un chip di vetro compatto con un modello di guida d'onda inciso al suo interno da un laser 3D tecnologia di stampa. Consente l'alimentazione simultanea di segnali nei 19 nuclei individuali della fibra con perdite basse e uniformi. Altri approcci comportano perdite e sono limitati nel numero di nuclei. È stato entusiasmante lavorare con i leader giapponesi nella tecnologia della fibra ottica. Spero vedremo questa tecnologia nei cavi sottomarini entro cinque o dieci anni."

I ricercatori hanno affermato che i risultati di velocità e distanza dimostrano la possibilità di ridurre significativamente il consumo energetico del DSP MIMO nei sistemi internazionali, rispetto alla trasmissione in fibra multimodale. Si spera che questa tecnologia in fibra possa contribuire alle future reti di comunicazione ottica a lunga distanza e di grande capacità.

I ricercatori del NICT hanno anche stabilito in precedenza un record mondiale per la velocità di Internet a 319 Tb/s.

Riferimento

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, "Fibra multicore a 19 core accoppiata casualmente con diametro di rivestimento standard", in Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2023, Technical Digest Series (Optica Publishing Group, 2023), documento Th4A.4.