Pesquisadores batem recorde de transmissão óptica de dados

Um grupo de pesquisa reunindo cientistas de várias partes do mundo alcançou um recorde ao demonstrar uma largura de banda de transmissão óptica agregada capaz de operar a 37,6 THz e taxa de dados de 402 terabits por segundo em uma fibra óptica padrão disponível comercialmente. O recorde anterior era de 321 Tbps estabelecido no ano passado.

O trabalho, liderado pelo Laboratório de Rede Fotônica do Instituto Nacional de Tecnologia da Informação e Comunicação (NICT) do Japão, desenvolveu o primeiro sistema de transmissão óptica cobrindo todas as bandas de transmissão (OESCLU) da janela de baixas perdas das fibras ópticas padrão. O sistema também combinou várias tecnologias de amplificação, algumas desenvolvidas para essa demonstração, incluindo seis tipos de amplificadores de fibra óptica dopada e amplificação Raman discreta e distribuída. Além disso, novos equalizadores de ganho óptico permitiram acesso a novas bandas de comprimento de onda ainda não utilizadas em sistemas implantados. Espera-se que a tecnologia recentemente desenvolvida contribua significativamente para expandir a capacidade de comunicação das infraestruturas de comunicação óptica.

Os resultados do experimento foram aceitos como um artigo pós-prazo na 47ª Conferência Internacional sobre Comunicação de Fibra Óptica (OFC 2024).

Mais detalhes

A utilização de novas janelas de transmissão em fibras já implantadas oferece um benefício potencialmente significativo no curto prazo como método de prolongar a vida útil dos sistemas de fibra existentes com capacidade de transmissão adicional sem grandes investimentos de capital associados à implantação de novas fibras.

No entanto, afastar-se das regiões de menor perda das fibras de sílica padrão requer novos esquemas de amplificação além do amplificador de fibra dopada (DFA, na sigla em inglês) com érbio. Até então, a transmissão em banda S/C/L havia sido explorada com várias soluções de amplificadores. Além dos DFAs de túlio (T-), foram utilizados amplificadores ópticos semicondutores (SOAs), amplificação Raman distribuída e discreta, com taxas de dados máximas estimadas de 256 Tb/s utilizando largura de banda de quase 20 THz. Demonstrações de transmissão ainda mais amplas usavam bismuto (B-DFAs) para banda O e amplificadores Raman concentrados para canais de banda U para 119 Tb/s com uma largura de banda cumulativa de 25 THz. B-DFAs de banda E também foram usados ​​com amplificação Raman distribuída para transmissão de banda E/S/C/L acima de 27,8 THz com taxa de dados estimada menor de 320 Tb/s.

Nessa demonstração, a transmissão multiplexada por divisão de comprimento de onda denso foi expandida para cobrir todas as principais bandas de transmissão na janela de baixas perdas das fibras ópticas padrão para viabilizar mais de 1.500 canais de transmissão paralelos dentro de uma largura de banda óptica agregada de 37,6 THz.

Conhecendo mais das fibras ópticas

As fibras ópticas têm perdas muito pequenas durante transmissão em comparação com cabos coaxiais e outros modelos elétricos, mas é necessário compensar a atenuação periodicamente para transmitir em longas distâncias. Isso geralmente é feito por um amplificador óptico, que pode amplificar vários canais de comprimento de onda simultaneamente.

Um método de amplificação comum usa fibras dopadas com elementos raras. Ao adicionar uma pequena quantidade de íons de elementos raros, como érbio, túlio ou bismuto, ao material básico das fibras ópticas, a amplificação pode ser alcançada excitando esses íons com lasers de comprimento de onda mais curto.

Tais amplificadores aumentam significativamente o alcance da transmissão das fibras e permitem a amplificação de muitos canais de comprimento de onda simultaneamente. Sistemas recentes de transmissão de banda larga também empregaram amplificadores alternativos, como amplificação Raman e amplificadores ópticos semicondutores.