Primera transmisión de 1 petabit por segundo con fibra óptica

Un petabit es 1000 billones de bits (*), un terabit es un billón de bits y un gigabit es mil millones de bits. O lo que es lo mismo, un petabit por segundo equivale a 10 millones de canales de transmisión de 8K por segundo. Ahora, la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda de banda ancha amplía significativamente la capacidad de transmisión permitiendo la transmisión de Pb/s en solo 4 canales espaciales. La tecnología de multiplexación por división de longitud de onda de banda ancha permitió 801 canales de longitud de onda paralela a través de un ancho de banda óptico récord de 20 THz. La demostración es un paso importante hacia la realización de enlaces ópticos de ultra alto rendimiento con fibras de diámetro de revestimiento estándar compatibles con las tecnologías de cableado existentes para su adopción a corto plazo.

Primera demostración mundial de más de 1 petabit en este tipo de redes

Investigadores del Instituto de Investigación de la Red del Instituto Nacional de Tecnología de la Información y las Comunicaciones (NICT) informan de la primera demostración mundial de más de 1 petabit por segundo en una fibra multinúcleo (MCF) con un diámetro estándar de 0,125 mm.

Los investigadores, dirigidos por Benjamin J. Puttnam, construyeron un sistema de transmisión que admite un ancho de banda óptico récord superior a 20 THz mediante la explotación de la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda (WDM).

Este sistema incorpora las ventanas de transmisión de fibra óptica adoptadas comercialmente conocidas como bandas C y L y amplía el ancho de banda de transmisión para incluir también la banda S recientemente explorada. Dos tipos de amplificadores de fibra dopada junto con la amplificación Raman con bombas añadidas en un novedoso combinador de bombas multinúcleo, permitieron la transmisión de canales de longitud de onda 801 a través del ancho de banda óptico de 20 THz.

Máxima velocidad con el mismo diámetro de la fibra óptica convencional

El gran número de canales de longitud de onda se transmitió en cada núcleo de un MCF de 4 núcleos que destaca por tener el mismo diámetro de revestimiento que una fibra óptica estándar. Tales fibras son compatibles con las tecnologías de cableado actuales y no requieren el complejo procesamiento de señales necesario para descifrar señales en fibras multimodo, lo que significa que se puede utilizar hardware transceptor convencional. Se cree que los MCF de 4 núcleos son los más probables de las nuevas fibras ópticas avanzadas para su adopción comercial temprana. Esta demostración muestra su potencial de carga de información y es un paso significativo hacia la realización de sistemas de comunicación troncales que apoyan la evolución de los servicios de información Beyond 5G.

Un paso prometedor para la siguiente generación 5G

Es la próxima generación de sistemas de comunicación móvil después del 5G y son muchas las empresas y organismos que trabajan en su desarrollo en el consorcio Beyond 5G.

El papel de la fibra en la carrera por la velocidad de la red

La demanda de una mayor capacidad de transmisión de datos ha inspirado tanto la investigación de nuevas ventanas de transmisión espectral como de fibras ópticas avanzadas que explotan la paralelización en el dominio espacial. En los últimos años, se han propuesto fibras avanzadas con el mismo diámetro de revestimiento que las fibras ópticas monomodo estándar, pero capaces de soportar múltiples rutas de propagación.

Estas fibras pueden multiplicar la capacidad de transmisión, pero siguen siendo compatibles con los procesos de fabricación existentes y han surgido como un probable candidato para la adopción comercial a corto plazo de estas tecnologías de comunicaciones transformadoras.

La carrera hasta llegar al petabit

NICT construyó el sistema de transmisión utilizando MCF de 4 núcleos con un diámetro de revestimiento estándar de 0,125 mm, tecnología WDM y sistemas de amplificación óptica mixta. El sistema permitía la transmisión de 1,02 petabit por segundo a lo largo de 51,7 km. Anteriormente, se alcanzaban 610 terabits por segundo en una fibra similar, pero solo utilizando parte de la banda S. En este experimento, al ampliar el ancho de banda de amplificación de Raman a la banda S completa y utilizar amplificadores de fibra dopados con tulio (TDFA) personalizados para amplificadores de fibra dopados con erbio (EDFA) de banda S y banda L extendida, pudimos utilizar un espectro óptico récord de 20 THz con un total de canales de longitud de onda espaciados de 801 x 25 GHz, cada uno con modulación QAM de doble polarización: 256 para una alta densidad espectral en todas las bandas de longitud de onda.

Imagen: National Institute of Information and Communications Technology

El MCF de 4 núcleos con diámetro de revestimiento estándar es atractivo para la adopción temprana de nuevas fibras multiplexantes por división espacial (SDM) en enlaces de alto rendimiento y larga distancia, ya que es compatible con la infraestructura de cable convencional y se espera que tenga una fiabilidad mecánica comparable a las fibras monomodo estándar. Más allá de la 5G, se espera un aumento explosivo del tráfico de datos de los nuevos servicios de información y comunicación y, por lo tanto, es crucial demostrar cómo las nuevas fibras pueden satisfacer esta demanda. Se espera que este resultado ayude a la realización de nuevos sistemas de comunicación capaces de soportar nuevos servicios hambrientos de ancho de banda.

(*) Un petabyte es una unidad de almacenamiento de información cuyo símbolo es PB, y equivale a 10¹⁵ bytes = 1 000 000 000 000 000 de bytes. 1 PB = 10¹⁵ byte = 10¹² kB = 10⁹ MB = 10⁶ GB = 10³ TB. 1024 petabytes equivalen a un exabyte.

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