Nền tảng mới cho phép truyền tín hiệu tốc độ cao ra đảo xa

Các hệ thống loại này có thể được sử dụng để cung cấp kết nối internet và các dịch vụ liên lạc khác trong các cộng đồng xa xôi. Nghiên cứu được báo cáo trong tạp chí IEEE Photonics Technology Letters.

Các quốc gia có khu vực có dân số thưa thớt lớn như Nga và Canada, hoặc những quốc gia bao gồm nhiều đảo như Indonesia, đối mặt với khó khăn trong việc cung cấp dịch vụ liên lạc. Không có các trạm lặp trung gian chạy bằng điện, tín hiệu sẽ bị suy giảm và không đến đích. Để việc truyền dữ liệu đường dài trở nên rẻ hơn, các kỹ sư đã đưa ra các hệ thống cáp quang khuếch đại tín hiệu dọc theo liên kết mà không cần nguồn điện. Hệ thống truyền dẫn hàng đầu hiện nay cho phép truyền dữ liệu với tốc độ 100 gigabit mỗi giây trên 500 km (311 dặm).

Các tác giả của bài báo đã truyền thành công tín hiệu trên 520 km (323 miles) với tốc độ 200 Gbps. Điều này chỉ thực hiện được trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu trước đây, nhưng những kết quả đó không thể ứng dụng thực tế. Lần này cáp thương mại được phát triển bởi Công ty công nghệ đa quốc gia của Mỹ Corning đã được sử dụng, làm cho công nghệ có thể áp dụng trong điều kiện thực tế. Để tránh sự suy giảm tín hiệu, ban đầu nó được khuếch đại khi truyền và sau đó khuếch đại từ xa thêm hai lần nữa trên đường đi.

Để khuếch đại tín hiệu trong sợi thụ động, hiệu ứng tán xạ Raman được kích thích và bộ khuếch đại bơm quang học điều khiển từ xa đã được sử dụng. Bơm quang học là một quá trình trong đó ánh sáng được sử dụng để nâng electron từ một mức năng lượng thấp tới một mức năng lượng cao hơn trong một nguyên tử hay phân tử, thường được sử dụng trong chế tạo laser. “Hiệu ứng tán xạ Raman cho phép chúng tôi sử dụng sợi quang thụ động làm môi trường khuếch đại, làm tăng đáng kể tỷ lệ tín hiệu tới đầu ra liên kết", tác giả chính của nghiên cứu Dimitriy Starykh, một nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Trường Kỹ thuật Vô tuyến và Công nghệ Máy tính của Viện Vật lý và Công nghệ Moscow (MIPT) giải thích.

Đường truyền bao gồm ba phần, mỗi phần bao gồm cáp quang gồm hai loại được kết nối nối tiếp. Bộ khuyếch đại bơm quang học erbium (Erbium là một nguyên tố hóa học thuộc nhóm Lantan, được ký hiệu Er) điều khiển từ xa (ROPA) được lắp đặt tại các điểm giao nhau giữa các phần. Các ROPA tiêu thụ bơm quang học và sử dụng năng lượng này để khuếch đại tín hiệu. Nhóm nghiên cứu đã tối ưu hóa các vị trí đường giao nhau để tăng chất lượng tín hiệu đầu ra, đặt hai ROPA cách 122 km từ máy phát và tương ứng 130 km từ máy thu.

Các nhà nghiên cứu đặt lưu lượng tín hiệu ký hiệu là 57 tỷ xung mỗi giây; máy phát cho phép truyền năm bit cho mỗi ký hiệu, nâng tổng lưu lượng bit là 284 Gbps. Cho đến khi hệ thống có khả năng hỗ trợ truyền dữ liệu lên tới 400 Gbps, các kỹ sư vận hành nó với tốc độ giảm để tăng khoảng cách truyền.

CEO Vladimir Teshchikov của T8 cho biết: "Chúng tôi đang làm việc với một hệ thống cáp quang sẽ đạt được tốc độ truyền cao hơn. Mặc dù tốc độ hiện tại đạt khoảng 400 Gbps, chúng tôi đặt mục tiêu đạt 600 Gbps mỗi kênh với hệ thống mới. Chúng tôi đã đạt được sự cải thiện tín hiệu cho tốc độ 200 Gbps và thậm chí 400 Gbps trên mỗi kênh. Tôi nghĩ năm tới chúng tôi có thể thiết lập một kỷ lục khoảng cách truyền tiếp theo."

Kết quả nghiên cứu này đã được sử dụng để cung cấp dịch vụ liên lạc ở các khu vực dân cư thưa thớt, như đảo Sakhalin của Nga.

HOÀNG DƯƠNG

Theo Techxplore