Nuevo récord de velocidad establecido para fibra óptica estándar de la industria

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Crédito de la imagen: Christoph Burgsteet/Shutterstock.com

Un equipo de investigadores del Instituto Nacional de Tecnología de la Información y las Comunicaciones (NICT) y Sumitomo Electric Industries (SEI), en colaboración con la Universidad Tecnológica de Eindhoven, la Universidad de L'Aquila y la Universidad Macquarie, ha desarrollado una fibra óptica de 19 núcleos con una capacidad de transmisión récord, que podría aumentar potencialmente la capacidad en redes submarinas y otras redes de gran capacidad y larga distancia.

La fibra de 19 núcleos con un diámetro de revestimiento estándar (0,125 mm) con un diámetro de revestimiento estándar (0,125 mm) tiene el mayor número de núcleos entre las fibras multinúcleo de diámetro de revestimiento estándar. Esto se logró mediante la optimización de la estructura y el diseño del núcleo, lo que permitió que la fibra acomodara los núcleos en el diámetro de revestimiento estándar, mientras se lograba un acoplamiento aleatorio entre los núcleos (trayectorias de señales ópticas) y se suprimían las diferencias en las características de propagación. Demostró una transmisión de gran capacidad a una velocidad de datos de 1,7 Pb/s en una distancia de 63,5 km.

El equipo utilizó un diseño de fibra multinúcleo acoplado aleatoriamente para lograr una alta densidad de núcleo, así como un procesamiento de señal digital (DSP) de entrada múltiple salida múltiple (MIMO) para eliminar la interferencia de señal entre núcleos.

SEI diseñó y fabricó la fibra de 19 núcleos acoplada aleatoriamente con un diámetro de revestimiento estándar, mientras que NICT construyó un sistema de transmisión óptica para recibir simultáneamente señales de 19 núcleos a una alta tasa de símbolos. El experimento utilizó bandas de longitud de onda de uso común (C y L) y señales 64QAM multiplexadas por polarización.

La Universidad de Macquarie contribuyó con un multiplexor y demultiplexor de núcleo grabado con láser tridimensional, que se puede utilizar como interfaz con fibras ópticas monomodo convencionales. El chip de vidrio impreso con láser 3D permite un acceso de baja pérdida a los 19 flujos de luz transportados por la fibra y garantiza la compatibilidad con los equipos de transmisión existentes.

Chip de vidrio impreso con láser en 3D de la Universidad de Macquarie (Crédito: Universidad de Macquarie)

El Dr. Simon Gross, de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Macquarie, explica: "Podríamos aumentar la capacidad mediante el uso de fibras más gruesas. Pero las fibras más gruesas serían menos flexibles, más frágiles, menos adecuadas para cables de larga distancia y requerirían una reingeniería masiva de la infraestructura de fibra óptica". "Podríamos simplemente agregar más fibras. Pero cada fibra agrega gastos generales y costos al equipo y necesitaríamos muchas más fibras. Aquí en la Universidad de Macquarie, hemos creado un chip de vidrio compacto con un patrón de guía de ondas grabado con un láser 3D tecnología de impresión. Permite la alimentación de señales en los 19 núcleos individuales de la fibra simultáneamente con pérdidas bajas uniformes. Otros enfoques tienen pérdidas y están limitados en el número de núcleos. Ha sido emocionante trabajar con los líderes japoneses en tecnología de fibra óptica. Espero veremos esta tecnología en cables submarinos dentro de cinco a 10 años".

Los investigadores dijeron que los resultados de velocidad y distancia demuestran la posibilidad de reducir significativamente el consumo de energía de MIMO DSP en sistemas internacionales, en comparación con la transmisión de fibra multimodo. Se espera que esta tecnología de fibra contribuya a futuras redes de comunicaciones ópticas de larga distancia y gran capacidad.

Los investigadores de NICT también establecieron previamente un récord mundial de velocidad de Internet de 319 Tb/s.

Referencia

G. Rademacher, M. van den Hout, RS Luís, BJ Puttnam, G. Di Sciullo, T. Hayashi, A. Inoue, T. Nagashima, S. Gross, A. Ross-Adams, MJ Withford, J. Sakaguchi, C. Antonelli, C. Okonkwo y H. Furukawa, "Fibra multinúcleo de 19 núcleos acoplada aleatoriamente con diámetro de revestimiento estándar", en la Conferencia de comunicación de fibra óptica (OFC) 2023, serie Technical Digest (Optica Publishing Group, 2023), papel Th4A.4.