Ny teknologi vil massivt øge den optiske dataoverførselsgennemstrømning ved hjælp af eksisterende udstyr

Fujitsu Laboratories Ltd. har udviklet et bølgelængde-multipleksingssystem med ultrahøj kapacitet, der betydeligt udvider transmissionskapaciteten af ​​optiske fibre i optiske netværk, der forbinder datacentre. Den nye teknologi opnår dette uden indsættelse af nye transceivere dedikeret til ny bølgelængde. Tidligere, for at udvide transmissionskapaciteten mellem datacentre, operatører måtte enten øge antallet af optiske fibre, der blev brugt, eller de havde brug for modtagere, der understøttede hvert bånd af bølgelængder. Nu, Fujitsu Laboratories har udviklet verdens første bredbåndsbølgelængdekonverteringsteknologi, der kan batchkonvertere C-bånds optiske signaler til nye bølgelængdebånd, inklusive L-bånd og S-bånd, konvertere dem tilbage til det originale C-bånd, når de modtages. Ved udvikling af et system, der konverterer optiske signaler i C-bånd til L- og S-bånd før multipleksing og transmittering af dem ved hjælp af denne innovative teknologi, Fujitsu Laboratories har i princippet med succes demonstreret, at transmissionskapaciteten kunne tredobles. Dette giver datacenteroperatører mulighed for at bruge eksisterende udstyr, som det er, for at øge effektiviteten af ​​optisk fiberudnyttelse og derved udvide transmissionskapaciteten. Dette lover at eliminere den slags netværksflaskehalse, der kan udgøre udfordringer for brugere af store mængder, der har brug for at opbevare, sikkerhedskopiere, eller udføre parallel analyse af store mængder data fordelt mellem flere datacentre. Dette inkluderer tilfælde, som mange forventer vil stige dramatisk i den nærmeste fremtid, såsom overførsler af ustrukturerede data, herunder 8K-videomateriale og enhedslogoplysninger forbundet via 5G-netværk.

I de seneste år, brugen af ​​sociale netværk og streaming af video har bidraget til eksponentielle stigninger i mængden af ​​data, der håndteres af datacentre. I øvrigt, mange forudser, at datacirkulationen vil vokse dramatisk i fremtiden med udbredelsen af ​​5G-kommunikation og 8K-videoteknologier. Selvom datacenteroperatører allerede har forbundet flere datacentre med optiske netværk og bruger distribueret lagring til katastrofegendannelse og distribueret behandling til højhastighedsbehandling, de er nødt til at udvide transmissionskapaciteten yderligere for effektivt at forberede sig på de forventede stigninger i datamængden i den umiddelbare fremtid.

Udvidelse af transmissionskapaciteten mellem datacentre kan opnås ved at øge antallet af optiske fibre, imidlertid, yderligere gebyrer vil blive vurderet baseret på antallet af anvendte optiske fibre udgør en betydelig omkostningsbyrde for operatørerne. På den anden side, hvad der også kunne overvejes er den samtidige brug af nye bølgelængdebånd uden for C-båndet. Optiske netværk bruger generelt C-båndet for dets gode transmissionsydelse, men for mellemdistancetransmissioner på flere dusin kilometer mellem datacentre, virkningen af ​​transmissionstab ved brug af andre bølgelængdebånd, såsom L-båndet eller S-båndet, ses som ret lille, og det kan også overvejes at bruge disse bølgelængdebånd. Imidlertid, denne metode ville nødvendiggøre separat udvikling af transceivere, der kunne understøtte hvert bånd.

For at løse disse udfordringer, Fujitsu Laboratories udviklede et optisk bølgelængde-multipleksingssystem med ultra-stor transmissionskapacitet (der blev indgivet en patentansøgning), der batchkonverterer C-bånds optiske signaler, der udsendes af en sender, til nye bølgelængder til transmission, og konverterer dem derefter tilbage til det oprindelige bølgelængdebånd, før de sendes til modtageren. Først, det optiske C-båndssignal er kombineret med to pumpelys, generere et signal med blandet bølgelængde. Pumpelysene ændrer signalets brydningsindeks for et ikke-lineært optisk medium, som signalet passerer igennem og udsender konverterede signaler ved en anden bølgelængde. Et lignende princip bruges på modtagersiden til at returnere det transmitterede optiske signal til C-båndet.

Med denne nyudviklede teknologi, det bliver muligt at konvertere et optisk signal til et vilkårligt bølgelængdebånd effektivt ved at vælge bølgelængderne af to pumpelys, baseret på de kromatiske spredningskarakteristika for forskellige ikke-lineære optiske medier. Derudover denne teknologi kan reducere støjen overlejret på signalet efter bølgelængdekonvertering ved synkron styring af pumpelyset. Det betyder, at den samtidig kan konvertere signalets bølgelængde effektivt og samtidig maksimere kvaliteten af ​​det optiske signal.

Ved at bruge denne teknologi, Fujitsu Laboratories skabte et prototypesystem til at konvertere et optisk signal i C-bånd til L- og S-bånd, og multipleksede dem derefter til transmission, succesfuldt bekræftet i princippet, at denne teknologi kunne tredoble den tilgængelige bølgelængde uden brug af transceivere for hvert nyt bølgelængdebånd. Ved at bruge denne teknologi, transmissioner med et endnu større udvalg af forskellige bånd bliver mulige, giver mulighed for at udvide transmissionskapaciteten fra to til ti gange, efter behov. Ud over denne teknologi, datacenteroperatører kan straks gøre brug af nye C-bånds transceivere, der vil blive udviklet fremadrettet i bølgelængdebånd uden for C-båndet.