Ученым удалось передать сигнал на расстояние 520 км со скоростью 200 Гб/с
Исследователи из МФТИ совместно с инженерами компаний Т8 (Россия) и Corning Incorporated (США) создали систему передачи высокоскоростного сигнала на большие расстояния без активного промежуточного усиления. Подобные системы помогут провести интернет и другие виды связи в отдаленные населенные пункты.
В странах, в которых 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.
Сейчас есть системы, способные связывать станции на расстоянии до 500 км со скоростью до 100 Гб/с. Авторам данной работы удалось через платформу «Волга» передать сигнал на расстояние 520 км 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.
Как пояснил Дмитрий Старых, один из авторов работы, аспирант Факультета физической и квантовой электроники МФТИ, рядом с передатчиком был размещен источник высокоэнергетичного электромагнитного излучения. Это позволило значительно усилить сигнал на входе и зарегистрировать его на противоположном конце кабеля.
Кабель был разделен на 3 секции, каждая из которых состояла из последовательно соединенных проводов 2-х типов. Также в местах соединения секций были установлены 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 км 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.
Если сейчас верхняя граница скорости порядка 400 Гб/с, то в новой системе планируется достичь скорости 600 Гб/с на канал. Владимир Трещиков, генеральный директор компании Т8, отметил, что следующий рекорд дальности планируется установить в 2020 году.
Полученные результаты можно уже сейчас применять для связи отдалённых областей, например таких как остров Сахалин. Результаты работы опубликованы в журнале IEEE Photonics Technology Letters.