Разработана технология, позволяющая удвоить дальность надежной связи по оптоволоконной линии - «Наука и технологии»

Исследователи из Университетского колледжа в Лондоне разработали и продемонстрировали работоспособность новой технологии обработки оптических сигналов, посредством которых по оптоволоконным линиям передаются потоки информации. И это не просто очередная новая технология, при ее помощи стало возможным практически удвоить расстояние связи, при котором гарантированно не возникает ошибок приема-передачи данных. Внедрение такой технологии позволит существенно сократить расходы на прокладку новых оптоволоконных каналов и значительно расширить возможности существующих каналов, проложенных по труднодоступным местам, к примеру, по дну морей и океанов.

Огромные темпы развития информационных технологий требуют наличия все больших количеств средств высокоскоростной передачи данных. Помимо прокладки и организации новых коммуникационных каналов, специалисты пытаются выжать все возможное и невозможное из уже имеющегося оборудования. Одним из таких методов является организация нескольких независимых каналов в одной оптоволоконной линии, которая, обычно, реализуется при помощи различных частот (длин волн) света. Однако, такие способы работают очень хорошо на не очень больших дистанциях. При увеличении расстояния сигналы различных каналов начинают взаимодействовать друг с другом, смешиваться и искажаться, что становится причиной возникновения ошибок.

И как часто бывает в области научных исследований, ученые, создавшие новую технологию, работали над решением несколько иной задачи. Группа Полины Байвел (Polina Bayvel), профессора в области оптических коммуникаций и сетей Университетского колледжа в Лондоне, занималась поисками способов увеличения количества передаваемой информации по существующей инфраструктуре оптоволоконных коммуникаций.

Исследователи использовали сложный коммуникационный канал стандарта 16QAM (QAM - квадратурная амплитудная модуляция), канал в котором используется ряд частот света, а информация передается закодированной при помощи амплитудной, фазовой и частотной модуляции. Такая комбинация позволяет организовать несколько параллельных независимых каналов, вместе обеспечивающих высокую скорость передачи. Только вместо обычного приемник стандарта 16QAM исследователи использовали разработанный ими новый высокоскоростной приемник, настраиваемый на длину конкретной линии и некоторые параметры оптического волокна. Такая индивидуальная настройка позволяет приемнику полностью компенсировать и подавить искажения, возникающие при передаче оптических сигналов, и это все, в свою очередь, позволило увеличить дальность безошибочной связи со стандартных 3190 километров до 5890 километров.

"Если мы знаем причины возникновения искажений сигналов, мы всегда можем полностью избавиться от этих искажений и сопутствующих им помех" - рассказывает профессор Бейвел, - "К сожалению, многие специалисты в области оптических коммуникаций часто пренебрегают искажениями, возникающими на границах пересечения каналов, подавляя это усилением амплитуды сигнала. Мы показали, что можно пойти другим путем, используя новые широкополосные когерентные приемники, способные качественно разделить и обеспечить надежный прием сигналов каждого из каналов в оптическом волокне".

Следует отметить, что разработанная технология привлекательна в первую очередь тем, что приемники устанавливаются только на концах оптоволоконной линии. Поэтому для перехода на новое более высокоскоростное и более дальнодействующее оборудование не требуется никаких изменений в существующей инфраструктуре из оптоволоконных кабелей. А это имеет огромное значение, когда кабеля проложены в труднодоступных местах, таких, как кабельные туннели, туннели метрополитена и дно океана. Кроме этого, замена приемников на концах линии будет всегда намного дешевле, нежели прокладка новых дополнительных коммуникационных линий.

Следующими шагами, которые намерены предпринять исследователи из Университетского колледжа в Лондоне станет проверка их новых приемников на более плотных каналах стандарта 64QAM (кабельное цифровое телевидение), 256QAM (кабельные цифровые модемы) и 1024QAM (оптический Ethernet).