快速、高容量光纤传输对数据中心来说是真实的

【博科园-科学科普(关注“博科园”看更多)】一种前沿的“离线”信号传输机制,在几年前被实验证明,现在是在线的实时双向传输系统。2018年3月11日至15日在加州圣地亚哥举行的光学通讯年度最重要的年度活动,来自诺基亚的一个研究小组将报告78个交叉的、400千兆每秒(Gb/s)通道的实时双向传输,每秒钟传输31.2万亿次(Tb/s)光纤容量。在大多数应用程序中发现的200 Gb/s标准速率的两倍,c波段信号通过一个90公里长的单模光纤传输。如此高的传输容量和速率将为当前数据中心的互连提供一个特别有吸引力的容量,附近的数据中心结合在一起形成一个更大的中心。

一种双向传输装置,使用90公里长的光纤,在那里即使是400 Gb/s的信道,也有相同的50ghz的栅格间距,在相反的方向上传输。图片版权:Nokia

从根本上讲,增加数据中心容量的方法有两种:要么增加数据传输的(并行)光纤数量,要么增加通过现有光纤传输的数据量。虽然使用额外的纤维是一种更直接的方法(特别是对于通常使用纤维的数据中心),但是在价格和电力消耗上都是昂贵的。也许并不令人意外的是,人们对寻找增加已经使用的光纤传输能力的方法有很大的兴趣。当多路复用器(将多个信号组合成一个)和应答器变得更加复杂时,可用的信号编码/解码过程也变得更加复杂。例如目前的波分复用(WDM)信号的标准可以组合到C波段的96个频道。脱机原理实验首先展示了高容量,无错误的400 Gb/s WDM传输,利用非常高的光谱效率来提高光纤的容量。虽然这不是第一次实现400gb /s通道的实时实现,但它是第一个成功的,以每秒8比特的赫兹光谱效率。

将展示该团队工作的Thierry Zami说:到目前为止,三家不同的公司在过去的三年里已经展示了400 Gb/s的实时应答器,但是我们是仅有的报道了400 Gb/s的高光谱效率的应答器,光谱效率使我们能够提供相当大的纤维容量。所以在这种情况下我们要求31.2 Tb/s,但实际上如果没有我们实验室中加载通道数量的限制,我们可能已经达到了大约38 Tb/s的整个C波段。这真的是创新点之一。除了使用实时的、商用的应答器,安装使用的组件符合当前的网络标准。在测试了单向传输配置后,Zami和他的团队希望进一步改进产生的Q2边缘,这代表了噪声功率比的信号。

保持简单的放大是很重要的,仅仅基于掺铒光纤放大器,以及使用标准纤维。为了增加单向安装所观察到的系统边缘,我们可以决定采用稍微大一点的通道间距进行相同的单向实验。因为想要尽可能地遵守标准的网格。相反该团队开发了一种双向传输装置,该传输装置具有相同的90公里长的光纤,其中甚至有400 Gb/s通道,与50 GHz的栅格间距相同,传输方向相反。对于这种配置,他们测量了Q2的利润率至少是单向版本的两倍。由于它使用了两个100 GHz-间隔的多路复用器来创建50 GHz的通道间距,不同于单向系统的50ghz多路复用器,它从更宽的过滤中获益,以更好地对频率的失谐进行容忍。

知识:科学无国界,博科园-科学科普

内容:经“博科园”判定符合今主流科学

来自:美国光学学会

编译:光量子

审校:博科园

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传播:博科园

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