Ученые установили рекорд дальности передачи высокоскоростного сигнала

Результаты работы опубликованы в журнале IEEE Photonics Technology Letters.

В странах, где есть большие незаселенные пространства, таких, как Россия или Канада, или множество островов, как в Индонезии есть проблема с прокладкой систем коммуникаций. Для передачи информации в таком случае требуется постройка промежуточных станций усиления сигнала, иначе он просто не дойдет до пункта назначения. Чтобы удешевить связь на дальние расстояния, изобретаются оптоволоконные системы, которые могут передавать сигнал без усиления по пути. Сейчас есть системы, способные связывать станции на расстоянии до 500 километров со скоростью до 100 Гб/с.

Авторам данной работы удалось передать сигнал на расстояние 520 километров со скоростью 200 Гб/с. Ранее подобное соотношение скорости и дальности достигалось только в научных лабораториях, однако результаты не были применимы за их пределами. В этот раз для передачи использовали кабели компании Corning, доступные для покупки. Это делает технологию передачи применимой в полевых условиях. Чтобы сигнал не затух, его усилили в самом начале и удаленно в двух промежуточных пунктах.

«Рядом с передатчиком мы разместили источник высокоэнергетичного электромагнитного излучения. Это позволило значительно усилить сигнал на входе и зарегистрировать его на противоположном конце кабеля», – поясняет Дмитрий Старых, один из авторов работы, аспирант Факультета физической и квантовой электроники МФТИ.

Кабель был разделен на три секции, каждая из которых состояла из последовательно соединенных проводов двух типов. Также в местах соединения секций установили приемники для удаленной оптической накачки. При помощи лазерного излучения в эти приемники передавались электромагнитные волны, которые усиливали сигнал. Места соединения секций были подобраны для наиболее оптимального усиления сигнала.

Первый приемник стоял на расстоянии 122 километрах от передатчика, второй – в 130 километрах от приемника. В своей работе исследователи выбрали частоту изменения сигнала, оптимальную по соотношению сигнала к шуму – 57 млрд раз в секунду. Хотя используемая система позволяет передачу сигнала со скоростью до 400 Гб/с, инженеры снизили ее до 200 Гб/с для повышения дальности. 
«Уже сегодня мы ведем работу над созданием оптоволоконной системы с повышенной максимальной скоростью.

Если сейчас верхняя граница скорости порядка 400 Гб/с, то в новой системе планируется достичь скорости 600 Гб/с на канал. В проектируемой системе мы смогли добиться улучшения сигнала для канальной скорости 200 и даже 400 Гбит/с. Я думаю, что в следующем году мы сможем обновить наш рекорд дальности», – дополняет Владимир Трещиков, генеральный директор компании Т8.

Полученные результаты можно уже сейчас применять для связи отдаленных областей, например, таких, как остров Сахалин. 

ФизТех

186 статей

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), известен также как Физтех — ведущий российский вуз по подготовке специалистов в области теоретической, экспериментальной и прикладной физики, математики, информатики, химии, биологии и смежных дисциплин. Расположен в городе Долгопрудном Московской области, отдельные корпуса и факультеты находятся в Жуковском и в Москве.

Показать больше