Un tagliente, meccanismo di trasmissione del segnale "off-line", dimostrata sperimentalmente solo pochi anni fa, è ora on-line come sistema di trasmissione bidirezionale in tempo reale. All'OFC 2018, l'evento annuale più importante nelle comunicazioni ottiche, che si terrà dall'11 al 15 marzo a San Diego in California, un team di ricerca di Nokia riporterà in tempo reale, trasmissione bidirezionale di 78 interlacciati, Canali da 400 gigabit al secondo (Gb/s) con una capacità della fibra di 31,2 terabit al secondo (Tb/s).

Al doppio della velocità standard di 200 Gb/s riscontrata nella maggior parte delle applicazioni, i segnali in banda C sono stati trasmessi su un singolo, Fibra monomodale lunga 90 chilometri. Una capacità e una velocità di trasmissione così elevate offrirebbe un aumento di capacità particolarmente interessante alle attuali interconnessioni dei data center, dove i data center vicini sono accoppiati tra loro per formare un unico, centro più grande.

Fondamentalmente parlando, ci sono due modi per aumentare la capacità di un data center:aumentare il numero di fibre (parallele) attraverso le quali viaggiano i dati, o aumentare la quantità di dati trasmessi attraverso le fibre esistenti. Sebbene l'uso di fibre aggiuntive sia un approccio più semplice (in particolare per i data center che di solito affittano fibre per l'uso), è costoso sia nel prezzo che nel consumo di energia.

Forse non sorprende, c'è un notevole interesse nel trovare modi per aumentare la capacità di trasmissione delle fibre già in uso. Man mano che multiplexer (dispositivi che combinano più segnali in uno) e transponder diventano più sofisticati, così fanno i processi di codifica/decodifica del segnale disponibili. Standard attuali per i segnali multiplexati a divisione di lunghezza d'onda (WDM), ad esempio, può combinare fino a 96 canali in banda C.

Gli esperimenti off-line proof-of-principle hanno prima dimostrato l'elevata capacità, La trasmissione WDM a 400 Gb/s senza errori ha sfruttato un'efficienza spettrale molto elevata per aumentare la capacità della fibra. Sebbene questa non sia la prima implementazione in tempo reale di canali da 400 Gb/s, è il primo ad avere successo con un'impressionante efficienza spettrale di 8 bit al secondo per hertz.

"Finora, tre diverse società hanno dimostrato un transponder in tempo reale da 400 Gb/s negli ultimi tre anni, ma siamo gli unici a riportare 400 Gb/s con un'efficienza spettrale così elevata, " ha detto Thierry Zami, che presenterà il lavoro della squadra. "L'efficienza spettrale ci consente di fornire una capacità di fibra piuttosto ampia. Quindi, in questo caso rivendichiamo 31,2 Tb/s, ma in pratica senza le limitazioni in termini di numero di canali di carico nel nostro laboratorio, avremmo potuto raggiungere circa 38 Tb/s su tutta la banda C. Questo è davvero uno dei punti innovativi".

Oltre a utilizzare il tempo reale, transponder disponibili in commercio, l'installazione ha utilizzato componenti conformi agli standard di rete correnti. Dopo aver testato la configurazione della trasmissione unidirezionale, Zami e il suo team volevano migliorare ulteriormente i margini risultanti della Q2, che rappresentano il rapporto segnale/rumore di potenza.

"Era importante per noi mantenere un'amplificazione semplice, solo basato su amplificatori in fibra drogata con erbio, e utilizzare fibre standard, " ha detto Zami. "Per aumentare i margini di sistema osservati con l'impostazione unidirezionale, avremmo potuto decidere di fare lo stesso esperimento unidirezionale con una spaziatura dei canali leggermente maggiore, ad esempio. Ma abbiamo detto, 'no' perché volevamo rimanere il più possibile conformi alla griglia standard".

Il team ha invece sviluppato una trasmissione bidirezionale impostata con la stessa fibra di 90 chilometri, dove i canali pari e dispari da 400 Gb/s, con la stessa spaziatura della griglia di 50 GHz, trasmettere in direzioni opposte. Per questa configurazione, hanno misurato i margini del secondo trimestre almeno il doppio rispetto alla versione unidirezionale. E poiché ha impiegato due multiplexer distanziati di 100 GHz per creare la spaziatura dei canali di 50 GHz, a differenza del multiplexer a 50 GHz individuale del sistema unidirezionale, beneficia di un filtraggio più ampio per mostrare una migliore tolleranza alla desintonizzazione della frequenza.