Fig.1:Schema schematico del sistema di trasmissione. Credito:Istituto nazionale di tecnologia dell'informazione e della comunicazione
NICT Network System Research Institute e Fujikura Ltd. (Fujikura, Presidente:Masahiko Ito) ha sviluppato una fibra ottica a 3 modalità, in grado di trasmettere multiplexing di lunghezza d'onda a banda larga con diametro esterno standard (0,125 mm) che può essere cablato con apparecchiature esistenti. I ricercatori hanno dimostrato con successo un esperimento di trasmissione su 1045 km con una velocità di trasmissione dati di 159 Tb/s. Le fibre multimodali hanno ritardi di propagazione diversi tra i segnali ottici in modalità diverse, il che rende difficile soddisfare contemporaneamente grandi velocità di trasmissione e trasmissione a lunga distanza. Questo risultato mostra che tali limiti possono essere superati.
Convertire i risultati nel prodotto di data-rate e distanza, che è un indicatore generale della capacità di trasmissione, risulta in 166 Pb/s×km. Questo è il record mondiale in una fibra ottica a modalità ridotta di diametro esterno standard e la maggiore velocità di trasmissione dati oltre 1000 km per qualsiasi tipo di fibra di diametro standard. Per raggiungere la capacità di trasmissione di 159 Tb/s, la modalità multiplexing viene utilizzata in combinazione con 16-QAM (modulazione di ampiezza in quadratura), che è un pratico segnale ottico di modulazione multilivello ad alta densità, per tutte le 348 lunghezze d'onda e MIMO (multiple-input e multiple-output) consente il riordino di segnali modali misti anche dopo la trasmissione su più di 1000 km. Ciò dimostra che le fibre multimodali di diametro esterno standard possono essere utilizzate per la comunicazione di sistemi di trasmissione di dorsale ottica ad alta capacità.
I risultati di questa dimostrazione sono stati selezionati per la presentazione come documento post-scadenza alla 41a Conferenza ed esposizione sulla comunicazione in fibra ottica (OFC2018).
Per far fronte a un traffico di comunicazione sempre crescente, la ricerca sulla trasmissione ottica su larga scala utilizzando nuovi tipi di fibra ottica che supera il limite della fibra ottica convenzionale e la sua applicazione è condotta attivamente in tutto il mondo. I principali nuovi tipi di fibre ottiche studiati sono fibre multicore in cui sono disposti più passaggi (core) in una fibra ottica e fibre multimodali che supportano più modalità di propagazione in un singolo core con un diametro del nucleo maggiore. Fino ad ora, sono stati segnalati con successo esperimenti di trasmissione di grande capacità e lunga distanza per la fibra multicore, ma si è ritenuto che la trasmissione che soddisfasse simultaneamente sia la grande capacità che la lunga distanza fosse difficile in fibra multimodale.
Fig.2:Risultati sperimentali. Credito:Istituto nazionale di tecnologia dell'informazione e della comunicazione
In questo lavoro, NICT ha costruito un sistema di trasmissione utilizzando una fibra ottica sviluppata da Fujikura e trasmessa con successo su 1045 km con una velocità di trasmissione dati di 159 Tb/s (Fig. 1). Convertire i risultati nel prodotto di velocità di trasmissione dati e distanza, che è un indicatore generale della capacità di trasmissione, è 166 Pb/s×km. Finora questo è circa il doppio del record mondiale nelle fibre a poche modalità.
Il sistema di trasmissione è costituito dalle seguenti tecnologie di elementi.
I ricercatori sono riusciti a trasmettere oltre 1045 km utilizzando una fibra ottica standard a 3 modalità. Quando avviene la posa di fibre ottiche di diametro esterno standard, l'attrezzatura esistente può essere utilizzata e l'uso pratico in una fase iniziale è promettente. Anche, la trasmissione definitiva a grande capacità diventerà possibile in futuro se combinata con la tecnologia multicore, che è ricercato da NICT in collaborazione con l'industria, università e governo in Giappone.
I ricercatori continueranno a ricercare e sviluppare future tecnologie per infrastrutture di comunicazione ottica in grado di ospitare senza problemi il traffico come i big data e i servizi di rete 5G.
