I ricercatori dell'Istituto di fisica e tecnologia di Mosca hanno collaborato con gli ingegneri di Corning Inc., NOI., e T8, Russia, e ha sviluppato un sistema per il trasferimento di dati ad alta velocità su grandi distanze senza la necessità di ripetere il segnale lungo il percorso. Sistemi di questo tipo potrebbero essere utilizzati per fornire connessione Internet e altri servizi di comunicazione in comunità remote. Lo studio è riportato in Lettere sulla tecnologia fotonica IEEE .

Paesi con vaste aree sottopopolate, come Russia e Canada, o quelli composti da numerose isole, come l'Indonesia, incontrano difficoltà nel fornire servizi di comunicazione. Senza ripetitori intermedi alimentati ad elettricità, il segnale si attenua e non arriva a destinazione. Per rendere più economica la trasmissione di dati a lungo raggio, gli ingegneri hanno ideato sistemi in fibra ottica che amplificano il segnale lungo il collegamento senza la necessità di fonti di alimentazione elettrica. I migliori sistemi di trasmissione oggi disponibili consentono il trasferimento di dati alla velocità di 100 gigabit al secondo su 500 chilometri (311 miglia).

Gli autori dell'articolo hanno trasmesso con successo un segnale di oltre 520 km (323 mi) a 200 Gbps. Questo era stato fatto solo nei laboratori di ricerca prima, ma quei risultati non potevano essere trasferiti ad applicazioni reali. Questa volta sono stati utilizzati cavi commerciali sviluppati da Corning, rendere la tecnologia applicabile in condizioni realistiche. Per evitare l'attenuazione del segnale, è stato amplificato inizialmente in trasmissione e poi altre due volte a distanza, lungo la strada.

"Per amplificare il segnale nella fibra passiva, sono stati utilizzati l'effetto di diffusione Raman stimolato e amplificatori pompati otticamente remoti. L'effetto di diffusione Raman ci ha permesso di utilizzare la fibra ottica passiva come mezzo di amplificazione, aumentando considerevolmente il rapporto segnale-rumore all'uscita del collegamento, " ha spiegato l'autore principale dello studio Dimitriy Starykh, un dottorato di ricerca studente presso la Phystech School of Radio Engineering and Computer Technology del MIPT.

La linea di trasmissione comprendeva tre sezioni, ciascuno costituito da cavi in ​​fibra ottica di due tipi collegati in serie. Nei punti di giunzione tra le sezioni sono stati installati amplificatori di erbio a pompaggio ottico (ROPA) remoti. I ROPA consumano una pompa ottica e utilizzano questa energia per amplificare il segnale. Il team ha ottimizzato le posizioni di giunzione per aumentare la qualità del segnale in uscita, posizionando le due ROPA a 122 km (76 mi) dal trasmettitore e 130 km (81 mi) dal ricevitore, rispettivamente.

I ricercatori hanno impostato la frequenza dei simboli del segnale su un valore leggermente inferiore a 57 miliardi di impulsi al secondo; il trasmettitore consentiva il trasferimento di cinque bit per simbolo, consentendo un bit rate totale di 284 Gbps. Mentre il sistema potenzialmente supportava il trasferimento di dati fino a 400 Gbps, gli ingegneri lo hanno fatto funzionare a una velocità ridotta per aumentare la distanza di trasmissione.

"Stiamo già lavorando a un sistema in fibra ottica che raggiungerebbe velocità di trasferimento più elevate. Mentre la velocità attuale supera i 400 Gbps, puntiamo a raggiungere i 600 Gbps per canale con il nuovo sistema, Il CEO di T8 Vladimir Treshchikov ha commentato. "Abbiamo ottenuto un miglioramento del segnale per velocità di 200 Gbps e persino 400 Gbps per canale. Penso che il prossimo anno potremmo stabilire un ulteriore record di distanza di trasmissione".

I risultati raggiunti dai ricercatori possono già essere impiegati per fornire servizi di comunicazione in aree scarsamente popolate, come l'isola russa Sakhalin.