一项新的研讨会把光纤通道面对的窘境向后推延数年:近日,加州大学圣迭戈分校的研讨人员在发表于《科学》的一篇研讨成果中,报告了一种经过光纤电缆传输数字化信息的新形式,该形式能够把光纤传输才能进步2~4倍。
Winzer称:“该研讨是在科学理念上的一种打破。”加州山景城谷歌公司光网络架构师Vijay Vusirikala也如此认为,他表明:“让我们增加光纤容量的任何技能都十分要害。”
光纤z.ui早在上世纪80年代被选用,由于它们显示出可增加互联网传输才能的明显潜力。在此之前,数据首要作为模拟信号经过铜电缆进行传达。光导纤维——以光调频脉冲的方式传输数据——具有远大于铜电缆的传达才能或带宽。这是由于有着不一样波长或颜色的光脉冲能够d.u立地沿着相同的纤维传达,并且相对能够发作较少的串音或搅扰。并且,它一起还能够让工程师经过一条光纤传达100个或更多的d.u立信息流。
这些信息流是经过根据芯片的激光发作的,激光能够把来自电子设备的电脉冲转化成光,并翻开或封闭每个波长,发作一种迅速闪耀。如今,工程师还模拟了脉冲的形状、期间、极化及其在光纤中的物理空间。在光纤信息公路的止境,检测器会把光脉冲改变为电子。在现代激光通讯和检测器的协助下,今天的单根光纤可一起承载100~200个光信号,全体运载才能到达每秒20万亿比特。
这些信号能够在传达适当远间隔的一起不被削弱。可是假如传输间隔到达数万公里以上,比如从纽约到洛杉矶的间隔,就会悄然发作光学变形,致使误差累积下降传输数据的质量。这是由于在不一样波长时多重信号的搅扰。当一个信号沿着光纤传达时,其电磁波会致使玻璃中的电子被搅乱,这种改变会影响别的光波的传达。其结果是,两个开始的光波会发作合并,在d.u自的波利益构成第三种光波。这种影响效果及其弱小,可是它会跟着间隔加大逐渐堆集——在带着许多光的纤维中特别如此。“跟着通道的增多和间隔的加大,疑问会越来越大。”该研讨作者之一、加州大学圣迭戈分校电子工程学家和光物理学家Stojan Radic说。
Radic和搭档一开始期望经过让激光愈加安稳来处理这一疑问,可是他们的研讨却没啥发展。因而,他们采取了一种不一样的战略:确保激光改变是可预测的,而不是随机的。现代通讯设备通常会选用若干种激光制作出一切不一样波长并传向光纤。与此不一样,Radic的研讨团队选用了一种叫作频率梳的设备,把来自单个激光、单个波长的光改变成必定范围内不一样波长的脉冲。然后,每个波长会被调整,并传达一种光信号。
其要害是,当主激光信号从其初始波长发作改变时,每个子脉冲会经过相同切当的数量脚步一致地发作改变。这能够让其直接发现光畸变,并扣减这些畸变。Radic表明,这样一来,该技能能够让光纤带着两倍的数据,或是在信号需求被复原之前使其传输的间隔适当于如今的两倍。他弥补说,他的研讨团队已经有了清晰的办法,能够让光纤传达的信息量或传达间隔再加一倍。
“这是十分重要的一步。”Winzer在评估这项研讨时说。但是,他弥补说:“该技能的实用性仍待进一步观察。”他着重说,实施这项技能的一个条件是,需求不一样于当时运用的数据编码和信号处理的全新芯片。
即使这项技能能够让现有光纤的信息传达才能增加数倍,终究仍然不是铺设更多信息高速公路的别的替代性计划,Winzer和别的研讨人员表明。那些新光缆需求包括前沿技能,如具有远高于当时运用的地下光纤的带宽的“多形式”纤维。但是,铺设新光纤的本钱将极端昂扬,因而也是z.ui终的一种挑选。
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