Novo recorde de transmissão de fibra ótica registado na OFC2018

O NICT (Network System Research Institute) e a Fujikura Ltd. (Fujikura, Presidente: Masahiko Ito) desenvolveram uma fibra ótica de 3 modos, capaz de transmissão multiplexada de comprimento de onda de banda larga com um diâmetro exterior padrão (0,125 mm) que pode ser cablada com equipamentos existentes.

 

Os investigadores demonstraram com sucesso uma experiência de transmissão de mais de 1000 km com uma taxa de dados de 159 Tb/s. As fibras multimodo apresentam diferentes atrasos de propagação entre sinais óticos em diferentes modos, o que dificulta a satisfação simultânea de elevadas taxas de dados e transmissão a longa distância. Esta conquista demonstra que tais limitações podem ser ultrapassadas.

 

A conversão dos resultados para o produto da taxa de dados pela distância, que é um indicador geral da capacidade de transmissão, resulta em 166 Pb/s×km. Este é o recorde mundial para uma fibra ótica de poucos modos com diâmetro exterior padrão e a maior taxa de dados acima de 1.000 km para qualquer tipo de fibra de diâmetro padrão. Para atingir a capacidade de transmissão de 159 Tb/s, a multiplexagem de modos é utilizada em combinação com 16-QAM (modulação de amplitude em quadratura), que é um sinal ótico prático de modulação multinível de alta densidade, para todos os 348 comprimentos de onda, e MIMO (múltiplas entradas e múltiplas saídas) permite o desembaralhamento de sinais modais mistos mesmo após a transmissão por mais de 1.000 km. Isto mostra que as fibras multimodo de diâmetro externo padrão podem ser utilizadas para a comunicação de sistemas de transmissão de backbone ótico de alta capacidade.

 

Os resultados desta demonstração foram selecionados para apresentação como artigo pós-prazo na 41ª Conferência e Exposição de Comunicação por Fibra Óptica (OFC2018).

 

Para lidar com o tráfego de comunicação em constante crescimento, a investigação sobre a transmissão ótica em larga escala utilizando novos tipos de fibra ótica que ultrapassa os limites da fibra ótica convencional e as suas aplicações são ativamente conduzidas em todo o mundo. Os principais novos tipos de fibras óticas estudados são as fibras multicore, em que múltiplas passagens (núcleos) estão dispostas numa fibra ótica, e as fibras multimodo, que suportam múltiplos modos de propagação num único núcleo com um diâmetro de núcleo maior. Até à data, foram relatadas experiências bem-sucedidas de transmissão de grande capacidade e longa distância para fibras multicore, mas considerou-se que a transmissão que servisse simultaneamente a grande capacidade e longa distância era difícil em fibras multimodo.

 

Neste trabalho, o NICT construiu um sistema de transmissão utilizando uma fibra ótica desenvolvida pela Fujikura e transmitiu com sucesso ao longo de 1045 km com uma taxa de dados de 159 Tb/s (Fig. 1). Convertendo os resultados para o produto da taxa de dados de transmissão pela distância, que é um indicador geral da capacidade de transmissão, obtêm-se 166 Pb/s×km. Isto é cerca de duas vezes o recorde mundial até à data para fibras de poucos modos.

 

O sistema de transmissão é constituído pelas seguintes tecnologias de elementos.

 

Fibra ótica de 3 modos com diâmetro exterior padrão de 0,125 mm

 

Fonte de luz de pente óptico de comprimento de onda 348

Tecnologia de modulação multinível 16-QAM equivalente a 4 bits/símbolo de polarização única

Tecnologia de separação de sinais óticos multimodo com diferentes velocidades de propagação em fibra (processamento MIMO)

Os investigadores conseguiram transmitir mais de 1.045 km utilizando uma fibra ótica padrão de 3 modos. Quando a instalação de fibras óticas de diâmetro exterior standard estiver concluída, o equipamento existente poderá ser utilizado e a utilização prática numa fase inicial é promissora. Além disso, a transmissão de alta capacidade definitiva será possível no futuro se combinada com a tecnologia multicore, que está a ser investigada pelo NICT em cooperação com a indústria, universidades e o governo japonês.

 

Os investigadores continuarão a investigar e a desenvolver futuras tecnologias de infraestrutura de comunicação ótica que possam acomodar facilmente tráfego como big data e serviços de rede 5G.