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光纤通信速率破纪录!每秒能传1.84Pbit,2倍于全球互联网总流量Na
2022-10-27 14:06:00      来源:网络   阅读量:5455   
光纤通信速率破纪录!每秒能传1.84Pbit,2倍于全球互联网总流量Na

现在,光纤信息传输能有多快??

最新研究表明,科学家在光纤通信速度方面取得了重大突破:

他们在长约8公里的光纤上成功实现了1.84比特/秒的传输速率。

每秒1.84Pbit,什么概念?

这相当于每秒传输约236块1TB硬盘的数据;同时相当于NASA等重量级科研机构专用网络速度的20倍以上。

要知道,今年5月,光纤通信的速度刚刚被刷新了一次,从每秒Tbit到Pbit——达到了1.02 PBIT/s

现在,这个纪录又被刷新了,背后的团队来自丹麦哥本哈根大学和瑞典查尔莫斯理工大学。

值得注意的是,他们是世界上第一个仅用“单个激光器+单个光学芯片”就实现了超过每秒1Pbit传输速度的团队。

截至目前,相关研究论文已发表在《自然》顶级光学期刊《自然光子学》上。

这一成果在黑客更新社区也引起了众多网友的关注。

有人激动地说:

这可能会导致一种全新形式的缓存,数据将继续围绕一圈光纤快速传播。

随着相关的光学传感器越来越普及,越来越便宜,目前还没有使用的暗光纤将会派上用场。

定制光芯片,大大提高传输速度。

本研究涉及的主要领域是光纤通信。

这里,我们来谈谈光纤通信系统的基本组成部分,它包括:光发射机、光接收机、光纤、光缆和中继器等。

在这项研究中,最值得注意的是光发射机的光源。

研究人员特别设计和定制了一种光学芯片,可以将红外激光器发出的光转换成由多种颜色组成的彩虹光谱。

不同颜色的光有不同的频率。

所以经过这个芯片处理后,单个激光的一个频率甚至可以转换成上百个频率。

此外,通过人类的操纵,这些新产生的颜色的频率差异是固定的,就像梳子上的牙齿一样。

所以对于这样的光谱,人们给它起了个名字:光频梳。

这种频率梳有两个明显的优点:

首先,作为光波传输的来源,这些梳状结构非常适合波分复用。数据将在每条梳状线上调制,然后同时传输。

由于每个单色光之间的频率和频差是固定的,所以不用担心一下子传输这么多数据,会造成混乱。

但是,如果直接使用单个激光二极管阵列作为光源,不仅需要更多的硬件,而且每个激光器的频率也容易随机漂移,造成数据之间的串扰。

其次,所有产生的光都是相干的,这使得在不同通道之间组合数字信号处理成为可能。

总而言之,使用频率梳作为光源,不仅可以同时传输多组互不干扰的数据,还可以联合处理数字信号,最终大大加快数据传输速率。

为了测试这一方案的实际效果,研究人员在一根光纤上进行了实验。

这条光纤长7.9公里,37芯,223个频道。

研究人员对获得的数据进行分析和计算后发现,这种光纤上的信息传输速率达到了1.84 pbit/s。

这篇论文的共同工作,奥克森洛韦教授指出:

这个解决方案是可扩展的。

通过技术手段,可以创造出更多的频率,在一个很小的子空间里整理出不同的相同频率,然后进行光放大,有效解决了存储空间和传输效率的问题。

研究团队简介

这项研究由哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所和数据传输单位的团队领导,瑞典查尔姆斯理工大学的学者也参与了这项研究。

尼尔斯·玻尔研究所成立于1921年,目前的研究领域涉及天体物理、生物物理、电子科学、量子物理等。

本文有三位合著者,分别是A. A .约根森、d .孔和L.K .奥克森韦。

L.K. Oxenlwe目前是数据传输单元的光子通信技术教授,同时也是丹麦光通信信贷硅光子学研究中心的负责人。

从1996年到2002年,oxen Lowe在哥本哈根大学获得了物理学和天文学的学士和硕士学位,然后在数据传输单位获得了博士学位。

主要研究领域包括光纤通信、量子纠缠、量子计算等。

A.约根森和孔目前都是尼尔斯玻尔研究所的研究人员。

论文地址:

参考链接:

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