UC工程师打破光纤信号的距离障碍

宽带频率梳确保了同一光纤内的多个通信信道之间的串扰是可逆的。

UC Diego的科学家增加了光学信号可以通过光纤发送光学信号的最大功率，断开距离信息的密钥屏障可以在光纤电缆中行进，并且仍然被接收器精确地破译。

该前进具有增加作为互联网，电缆，无线和固定网络的骨干的光纤电缆的数据传输速率。该研究发表于6月26日杂志的问题。

新的研究提出了一种对光纤中的数据传输速率的长期障碍的解决方案：超出阈值功率水平，额外功率增加不可透明地扭曲光纤电缆中行进的信息。

“今天的光纤系统有点像Quicksand。用Quicksand，你挣扎的越多，你的汇率就越快。通过光纤，在某个点之后，您添加到信号的功率越多，越失真，实际上阻止了更长的范围。我们的方法消除了这种电源限制，这反过来延伸了信号在光纤中可以在无需中继器的情况下行驶的频率，“高通学院的研究科学家尼古拉Alic说，科学论文的相应作者和实验原则努力。

在实验室实验中，UC San Diego的研究人员在通过具有标准放大器的光纤电缆和没有电子再生器的中继器的无光纤电缆进行记录打破12,000公里。

新发现有效地消除了沿着纤维连杆周期性地放置的电子再生器的需求。这些再生器有效地具有超级计算机，并且必须应用于传输中的每个通道。现代光波传输中的电子再生在80到200个通道之间也决定了成本，更重要的是防止构造透明光网络。结果，消除周期性的电子再生将大大改变网络基础设施的经济性，最终导致更便宜和更有效的信息传输。

这项研究中的突破依赖于研究人员发展的宽带“频率梳理”。本文中描述的频率梳确保了信号失真 - 称为“串扰” - 通过光纤长距离行驶的信息捆绑在捆绑的信息之间是可预测的，因此在光纤的接收端可逆。

“光纤电缆中的通信信道之间的串扰固定物理法则。这不是随机的。我们现在可以更好地了解串扰的物理学。在这项研究中，我们提出了一种利用串扰来消除光纤电力屏障的方法，“斯托泽··雷蒂奇（Cycon San Diego）和”科学论文高级作者“的教授斯托豪·雷蒂奇解释说。“我们的方法条件条件甚至发送之前的信息，因此接收器没有由克尔效应引起的串扰。”

通过由RATIC引导的光子系统组的研究人员在UC San Diego的高通学院进行了光子学实验。

预失真的波形在数据预失真（DPD）块中的频率梳源载波上印迹。在光纤的输出中完全恢复信息，其不含非线性串扰。

俯仰完美的数据传输

UC San Diego研究人员的方法类似于演唱会主人，他在乐队中调整多个乐器到音乐会开始时的音高。在光纤中，信息通过在不同频率下操作的多个通信信道发送。电气工程师使用频率梳将不同的光学信息流的频率变化同步，称为通过光纤传播的“光学载波”。该方法预先补偿了在同一光纤内的多个通信信道之间发生的串扰。频率梳还确保通信信道之间的串扰是可逆的。

“在增加20倍的光学信号的力量之后，我们仍然可以在我们开始使用频率梳理时恢复原始信息，”UC San Diego电气工程博士表示。学生Eduardo Temprana，该纸上的第一个作者。频率梳确保系统没有累积的随机失真，使得不可能在接收器处重新组装原始内容。

实验室实验涉及与三个和五个光学通道的设置，该光学通道彼此相互作用，在二氧化硅光缆内相互作用。研究人员注意到这种方法可以在具有更多通信渠道的系统中使用。今天的大多数光纤电缆包括超过32个这些通道，这一切都相互交互。

在科学论文中，研究人员描述了它们的频率参考方法来预补偿光纤电缆内的通信信道之间发生的非线性效果。当通过光纤发送时，信息最初以可预测和可逆的方式预先扭曲。利用频率梳，可以在光纤的接收端上解密并完全恢复信息。

“我们预先抢夺了光纤将发生的扭曲效应，”高通研究所的研究科学家Bill Kuo表示，他负责本集团的梳理发展。

同样的研究小组去年发表了一个理论论文，概述了他们现在出版的实验结果是理论上的。

研究团队的其他成员是Evgeny Myslivets，Lan Liu和Vahid Ataie，所有的UC San Diego Photonics Systems组。作者感谢Sumitomo Electric Industries用于实验中使用的纤维，并通过Google Research Grant支持这项工作。加州大学已经提出了频率参考载体的方法和应用，以补偿变速器中的非线性损伤。

出版物：E. Temprana等，“克服克尔诱导的光纤传输容量限制”，Science 2015年6月26日：卷。 348号。 6242 pp.1445-1448; DOI：10.1126 / science.aab1781