Революционный прототип, созданный в Лабораториях Белла, позволит более чем десятикратно увеличить пропускную способность оптических сетей на стандартном оптоволокне за счет преодоления пороговых ограничений, известных как предел Шеннона.

Лаборатории Белла (Bell Labs), научно-исследовательское подразделение Alcatel-Lucent, предвидя стремительный рост трафика сетей 5G и Интернета вещей, совершили революционный прорыв, раздвинув границы пропускной способности оптических сетей.

Согласно исследованию Лабораторий Белла, предприятия и операторы связи сталкиваются с ежегодным удвоением трафика передачи данных. В связи с ожидаемым появлением беспроводных технологий 5G Лаборатории Белла прогнозируют, что в течение ближайших десяти лет будут востребованы коммерческие оптические транспортные системы с пропускной способностью на уровне петабит в секунду.

Понимая, что такой спрос способен вызвать превышение емкости имеющихся оптоволоконных сетей, Лаборатории Белла на конференции IEEE Photonics 2015 представили технологию для оптических сетей, которая может помочь операторам решить эту проблему: оптическую систему пространственного мультиплексирования каналов с обеспечением на приемной стороне в режиме реального времени их пространственного демультиплексирования и цифровой обработки по методике «многократный вход – многократный выход» (MIMO-SDM – real-time space-division multiplexed optical multiple-input-multiple-output).

Технология Лабораторий Белла MIMO-SDM, впервые продемонстрированная в режиме реального времени, способна увеличить пропускную способность оптоволокна с нынешних 10-20 терабит в секунду до 1 петабит в секунду, т.е. до 1000 терабит в секунду. Лаборатории Белла в Нью-Джерси успешно провели эксперимент по передаче информации по оптоволоконной линии протяженностью 60 км с использованием связанных мод (coupled mode fibre). В эксперименте были задействованы шесть передатчиков и шесть приемников с цифровой обработкой сигнала на приемной стороне в реальном времени по методике 6x6 MIMO-SDM.

С помощью технологии MIMO-SDM Лаборатории Белла рассчитывают преодолеть ограничения, не позволяющие достичь потенциально возможных предельных значений пропускной способности на современном оптическом волокне, в системах с разделением каналов по длине волны оптического излучения. Эти ограничения связаны с наличием нелинейных искажений и взаимодействий между каналами в таких системах передачи и известны как нелинейный предел Шеннона. Он определяет значение или порог максимальной скорости передачи информации по оптическому волокну, применяемому в сегодняшних городских и транспортных сетях.

Комментируя достигнутый успех, Маркус Велдон (Marcus Weldon), президент Лабораторий Белла и главный директор Alcatel-Lucent по технологиям, сказал: «Данный эксперимент представляет собой революционный прорыв в создании оптического транспорта будущего. С появлением беспроводных технологий пятого поколения и облачных технологий мы находимся в преддверии крупнейших перемен в сфере сетей связи. Сети операторов и предприятий ожидает массовый прирост трафика. Лаборатории Белла продолжают работу над инновациями, формирующими будущие сети связи, которые смогут справиться с новыми требованиями».