Con un risultato rivoluzionario, un gruppo di ricerca internazionale guidato dall'Istituto nazionale giapponese per la tecnologia dell'informazione e della comunicazione (NICT) ha infranto i record ottenendo una larghezza di banda di trasmissione ottica aggregata di 37,6 THz. Questa straordinaria impresa si traduce in una sorprendente velocità di trasferimento dati di 402 terabit al secondo (Tb/s): una pietra miliare che promette di rivoluzionare la nostra infrastruttura di comunicazione.
La ricerca della larghezza di banda
Con la continua espansione di Internet e dei servizi dati, è aumentata la domanda di una maggiore larghezza di banda per la trasmissione ottica. I ricercatori hanno rivolto la loro attenzione alla tecnologia WDM (wavelength-division multiplexing), che sfrutta nuove finestre spettrali per migliorare la capacità di trasmissione della fibra ottica. Attingendo a finestre di trasmissione precedentemente inutilizzate all’interno delle fibre ottiche esistenti, possiamo espandere la loro capacità senza massicci investimenti di capitale.
Tuttavia, per raggiungere questo obiettivo oltre la regione standard a bassa perdita delle fibre di silice sono necessarie soluzioni di amplificazione innovative che vadano oltre i tradizionali amplificatori in fibra drogata con erbio (EDFA) comunemente utilizzati nei sistemi in banda C o C+L.
Una dimostrazione notevole
Nella loro recente dimostrazione, il gruppo di ricerca ha esteso la trasmissione DWDM (dense wavelength-division multiplexing) a tutte le principali bande di trasmissione all’interno della finestra a bassa perdita delle fibre ottiche standard. Questa svolta ha consentito loro di ottenere oltre 1.500 canali di trasmissione paralleli all'interno della larghezza di banda ottica di 37,6 THz (275 nm).
Collaborando con i partner, NICT ha costruito il primo sistema di trasmissione DWDM al mondo che copre le bande da O a U, il tutto all'interno di fibre ottiche commerciali standard. Questa configurazione di trasmissione utilizzava sei varianti di EDFA, fornendo guadagno attraverso le bande O/E/S/C/L. Inoltre, incorporava un'amplificazione Raman discreta (in banda U) e distribuita, insieme a un nuovo equalizzatore di guadagno ottico per il bilanciamento della banda O/E.
Il viaggio ad alta velocità
Il segnale DWDM a banda larga, che si estende su 275 nm (37,6 THz) da 1.281,2 nm a 1.649,9 nm attraverso le bande O/E/S/C/L/U, ha viaggiato attraverso 50 chilometri di fibra ottica con soppressione dei picchi d'acqua. Utilizzando la doppia polarizzazione (DP) e la modulazione di ampiezza in quadratura (QAM) con un massimo di 256 simboli, hanno raggiunto velocità di trasferimento dati notevoli. Dopo questo viaggio di 50-chilometri, la stima di Generalized Mutual Information (GMI) ha raggiunto l'incredibile cifra di 402 Tb/s, oltre il 25% in più rispetto al record precedente per le velocità di trasferimento dati in fibra monomodale (SMF), con un 35% aumento della larghezza di banda di trasmissione cumulativa.
Liberare il potenziale
Questi risultati sottolineano il potenziale dei nuovi amplificatori e delle tecniche di modellazione spettrale a banda larga per migliorare le capacità di trasmissione delle informazioni nelle fibre ottiche sia esistenti che future. Mentre prevediamo l’aumento delle velocità di dati richieste per il 5G e oltre, l’utilizzo di nuove regioni di lunghezza d’onda consentirà velocità di trasferimento dati più elevate, estendendo al tempo stesso la durata delle nostre reti in fibra esistenti. Inoltre, queste innovazioni soddisferanno le esigenze dei servizi di comunicazione di prossima generazione.
Guardando al futuro, NICT resta impegnata a portare avanti la ricerca e lo sviluppo nelle tecnologie di amplificazione, nei componenti e nelle fibre ottiche. Il loro obiettivo? Per supportare nuove finestre di trasmissione e soddisfare le esigenze applicative sia a breve che a lungo termine. Mentre continuano ad espandere la compatibilità di questo sistema ad alta capacità con le fibre ottiche impiegate, il futuro della trasmissione a banda ultralarga sembra più luminoso che mai.