Forskere slår effektivitetsrekord for dataoverførsel i ultrahurtigt transatlantisk kabel

Hvis du foretager et oversøisk telefonopkald eller bruger cloud computing, der er en 99 procents chance for, at et undersøisk fiberoptisk kabel bliver brugt. Nu, nyt arbejde med lasere viser løfte om at presse flere data gennem disse kabler, for at hjælpe med at imødekomme den voksende efterspørgsel efter dataflow mellem computere i Nordamerika og Europa. Metoden kunne øge netværkskapaciteten uden at kræve nye kabler, som kan koste flere hundrede millioner dollars at bygge.

Et team af forskere fra Infinera har opnået nye benchmarks for effektivitet for transatlantiske fiberoptiske kabler. Ved at teste en ny tilgang til, hvordan lyssignalerne transmitteres - kaldet 16QAM-modulation - slog gruppen gennem effektivitetsrekorder for dataoverførsel, næsten en fordobling af datakapaciteten og nærmer sig den teoretiske grænse for en sådan overførsel. De vil præsentere deres forskning på den kommende optiske fiberkonference og udstilling, afholdt 3-7 marts i San Diego, Californien

"I en optisk fiber, det er ønskeligt at transportere flere data i sekundet, som vi kalder fiberkapaciteten, og også for at kunne sende signalet over længere afstande, som vi kalder den optiske rækkevidde, " sagde Dr. Pierre Mertz, en forfatter om undersøgelsen. "Simpelt sagt, hvis du forsøger at skubbe grænserne for fiberkapacitet, vil du reducere rækkevidden. "

Holdet formåede at udvide rekordkapaciteten for en given rækkevidde – over Atlanterhavet – ved hjælp af MAREAs transatlantiske kabel, som spænder over 6, 605 kilometer fra Bilbao, Spanien, til Virginia Beach, Va., U.S.A. Delvis finansieret af Microsoft og Facebook, MAREA har i øjeblikket rekorden for det kabel med høj kapacitet, der krydser Atlanterhavet.

MAREA-kablet kom online sidste år og er lavet af otte par optiske fibre, med hvert par designet til at bære 20 terabit pr. sekund – hver enkelt nok til at streame mere end 4 millioner HD-videoer på én gang.

Efterspørgslen efter nye og bedre kabler er steget lige siden det første undersøiske transatlantiske kommunikationskabel blev lagt i 1858. Den efterspørgsel er steget i vejret i løbet af det sidste årti, takket være skiftet til cloud-baseret computing.

Ja, Virginia og North Carolina er blevet arnesteder for at bygge datacentre, især siden MAREA-kablet gik live i februar 2018. Den seneste konstruktion omfatter fire datacentre for Microsoft alene.

Ikke alene markerer det nye eksperiment første gang PM-16QAM-signaler blev sendt på sådanne afstande, Mertz sagde, bedriften blev opnået med udstyr, der var let tilgængeligt for industrien.

Information blev sendt gennem MAREA-kablet via højhastighedslasere. Ved at bruge deres eget højteknologiske værktøjssæt til at modulere laserne, Infinera-genererede signalhastigheder toppede med 26,2 terabit i sekundet, en stigning på 20 procent i forhold til, hvad kabeldesignerne oprindeligt troede var muligt.

Den største udfordring er, at systemet fungerede meget tæt på Shannon-grænsen, eller den teoretiske maksimale informationsoverførselshastighed for en kommunikationskanal, ifølge Mertz. "Det betyder, at hver gevinst, vi opnår, bliver sværere og sværere, " han sagde.

Dette resultat leverer allerede sammenlignelig kapacitet med næste generations chipsæt fra andre leverandører, der anvender en teknik kaldet probabilistic constellation shaping (PCS). Den gode nyhed for tjenesteudbydere, der efterspørger stadig mere kapacitet, Mertz sagde, er, efterhånden som industrien bevæger sig mod højere ydeevne systemer, deres teknik kan kombineres med PCS for endnu hurtigere hastigheder i fremtiden.

Yderligere forskningsresultater vil blive præsenteret på stedet ved OFC 2019.