Los ingenieros eléctricos han roto las barreras clave que limitan la distancia que la información puede viajar en cables de fibra óptica y aún así ser descifrada con precisión por un receptor. Los investigadores de fotónica de la Universidad de California en San Diego han aumentado la potencia máxima, y por lo tanto la distancia,en el que se pueden enviar señales ópticas a través de fibras ópticas. Este avance tiene el potencial de aumentar las tasas de transmisión de datos para los cables de fibra óptica que sirven como la columna vertebral de las redes de Internet, cable, inalámbricas y fijas. La investigación se publica en junio26 número de la revista ciencia .
El nuevo estudio presenta una solución a un obstáculo de larga data para aumentar las tasas de transmisión de datos en fibra óptica: más allá de un nivel de potencia umbral, el aumento de potencia adicional distorsiona irreparablemente la información que viaja en el cable de fibra óptica.
"Los sistemas de fibra óptica de hoy en día son un poco como las arenas movedizas. Con las arenas movedizas, cuanto más luchas, más rápido te hundes. Con la fibra óptica, después de cierto punto, cuanto más potencia agregas a la señal, más distorsión obtienes,en efecto, previene un alcance más prolongado. Nuestro enfoque elimina este límite de potencia, que a su vez extiende la distancia que las señales pueden viajar en fibra óptica sin necesidad de un repetidor ", dijo Nikola Alic, científica investigadora del Instituto Qualcomm, autor correspondiente de la Ciencia.papel y un director del esfuerzo experimental.
En experimentos de laboratorio, los investigadores de la Universidad de California en San Diego descifraron con éxito la información después de recorrer 12,000 kilómetros récord a través de cables de fibra óptica con amplificadores estándar y sin repetidores, que son regeneradores electrónicos.
Los nuevos hallazgos eliminan efectivamente la necesidad de regeneradores electrónicos colocados periódicamente a lo largo del enlace de fibra. Estos regeneradores son efectivamente supercomputadoras y deben aplicarse a cada canal en la transmisión. La regeneración electrónica en la transmisión moderna de ondas de luz que transporta entre 80 y 200 canales tambiéndicta el costo y, lo que es más importante, evita la construcción de una red óptica transparente. Como resultado, la eliminación de la regeneración electrónica periódica cambiará drásticamente la economía de la infraestructura de la red, lo que en última instancia conducirá a una transmisión de información más eficiente y más barata.
El avance en este estudio se basa en "peines de frecuencia" de banda ancha que desarrollaron los investigadores. El peine de frecuencia descrito en este documento asegura que las distorsiones de señal, llamadas "diafonía", que surgen entre flujos de información agrupados que viajan largas distanciasa través de la fibra óptica son predecibles y, por lo tanto, reversibles en el extremo receptor de la fibra.
"La diafonía entre canales de comunicación dentro de un cable de fibra óptica obedece a leyes físicas fijas. No es aleatoria. Ahora tenemos una mejor comprensión de la física de la diafonía. En este estudio, presentamos un método para aprovechar la diafonía para eliminar la energíabarrera para la fibra óptica ", explicó Stojan Radic, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de California en San Diego y autor principal del artículo de Science." Nuestro enfoque condiciona la información incluso antes de enviarla, por lo que el receptor está librede diafonía causada por el efecto Kerr "
Los experimentos de fotónica fueron realizados en el Instituto Qualcomm de UC San Diego por investigadores del Grupo de Sistemas Fotónicos liderados por Radic.
Pitch Transmisión de datos perfecta
El enfoque de los investigadores de UC San Diego es similar al de un maestro de concierto que sintoniza múltiples instrumentos en una orquesta al mismo tono al comienzo de un concierto. En una fibra óptica, la información se transmite a través de múltiples canales de comunicación que operan a diferentes frecuenciasLos ingenieros eléctricos utilizaron su peine de frecuencia para sincronizar las variaciones de frecuencia de los diferentes flujos de información óptica, llamados "portadores ópticos" que se propagan a través de una fibra óptica. Este enfoque compensa de antemano la diafonía que se produce entre los múltiples canales de comunicación dentro delmisma fibra óptica. El peine de frecuencia también asegura que la diafonía entre los canales de comunicación sea reversible.
"Después de aumentar la potencia de las señales ópticas que enviamos en 20 veces, todavía podríamos restaurar la información original cuando usamos peines de frecuencia desde el principio", dijo Eduardo Temprana, estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica de UC San Diego, el primeroautor del artículo. El peine de frecuencia aseguró que el sistema no acumulara las distorsiones aleatorias que hacen imposible volver a ensamblar el contenido original en el receptor.
Los experimentos de laboratorio incluyeron configuraciones con tres y cinco canales ópticos, que interactúan entre sí dentro de los cables de fibra óptica de sílice. Los investigadores señalan que este enfoque podría usarse en sistemas con muchos más canales de comunicación. La mayoría de los cables de fibra óptica actualesincluir más de 32 de estos canales, que interactúan entre sí.
en el ciencia artículo, los investigadores describen su enfoque de referencia de frecuencia para compensar previamente los efectos no lineales que ocurren entre los canales de comunicación dentro del cable de fibra óptica. La información se distorsiona inicialmente de manera predecible y reversible cuando se envía a través de la fibra ópticaCon el peine de frecuencia, la información se puede descifrar y restaurar por completo en el extremo receptor de la fibra óptica.
"Estamos adelantando los efectos de distorsión que sucederán en la fibra óptica", dijo Bill Kuo, científico investigador del Instituto Qualcomm, responsable del desarrollo del peine en el grupo.
El mismo grupo de investigación publicó un artículo teórico el año pasado que describe el hecho de que los resultados experimentales que ahora están publicando eran teóricamente posibles.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Liezel Labios. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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