Forskere i USA ser ut til å ha greid å fjerne visse (Foto: Colourbox)

Fiber

Knuste effektgrensen for optisk fiber

Åpner for rekordlange fiberkabler og økt datakapasitet.

I forsøk, riktignok under temmelig ideelle forhold, har forskere kunnet dekode informasjonen sendt via 12 000 kilometer med fiberkabel med kun standard forsterkere, og uten bruk av kostbare repeatere.

Dette skal være ny rekord. I februar i år ble det kjent at andre forskere hadde økt rekorden fra tidligere 3190 kilometer til 5890 kilometer.

En vitenskapelig artikkel om forskningen ble utgitt i journalen Science i forrige uke.

– Vår tilnærming fjerner denne effektgrensen, noe som utvider hvor langt signaler kan bevege seg i optisk fiber uten å behøve repeatere, sier Nikola Alic, en fotonikkforsker tilknyttet University of California, San Diego, i en pressemelding.

For selv fiberkabler har sine begrensninger. Dempning av signalet begrenser rekkevidden, mens økt lysstyrke fører metning og ikke-lineære forstyrrelser. Dette fører til tap av data. Fenomenet kalles for Kerr-effekten.

Bakgrunn: Selv ikke fiber kan overføre uendelig mye data

Som kvikksand

– Dagens fiberoptiske systemer ligner litt på kvikksand. Jo mer du kjemper i kvikksand, desto raskere synker du, sier Alic.

– Med fiberoptisk vil du etter et visst punkt få mer forstyrrelse desto mer effekt du gi signalet, noe som i praksis begrenser lengre rekkevidde.

Men Alic og hans forskningskolleger har greid å øke grensen for hvor stor effekt man kan bruke for å sende signaler gjennom optiske fiberkabler. Dette betyr lengre rekkevidde og potensielt og høyere kapasitet. For man kan øke informasjonskapasiteten til kablene ved å øke lysstyrken.

Krever utenlandskabler: Nå er fiber blitt miljøvern 

Frekvenskammer

Gjennombruddet i forskningen skyldes at forskerne har utviklet spesielle frekvenskammer som sikrer at krysstalen som blant annet oppstår når flere informasjonsstrømmer beveger seg i fiberkabler over store distanser, er forutsigbar og dermed kan reverseres.

Forskerne sammenligner de hele med at stemmingen av instrumentene i et orkester før en konsert.

Frekvenskammen brukes til å synkronisere frekvensvariasjonene til de ulike strømmene med optisk informasjon i en fiberkabel, noe som på forhånd kompenserer for krysstalen som oppstår mellom de ulike kommunikasjonskanalene i kabelen.

Frekvenskam stopper Kerr-effekten på datasignaler som sendes via fibernett.
Databærere som stammer fra frekvenskammer, blir i DPD-blokken (Data Pre-Distortion) påført bølgeformer som på forhånd har blitt forvrengt. Informasjonen som blir fullstendig gjenskapt ved utgangen av de optiske fiberen, er fri for ikke-lineær krysstale. Bilde: University of California, San Diego
 

Rett i pc-en: Superraskt nett gjennom lys 

Fysiske lover

– Krysstalen mellom kommunikasjonskanaler i en fiberoptisk kabel adlyder fysiske lover. Den er ikke vilkårlig. Vi har nå få bedre forståelse for fysikken til krysstale. Vår tilnærming pleier informasjonen allerede før den sendes, slik at mottakeren er fri for krysstalen som skyldes Kerr-effekten, sier Stojan Radic, professor ved Department of Electrical and Computer Engineering hos UC San Diego, i pressemeldingen.

Eduardo Temprana, doktorgradsstudenten som var hovedforfatter av den vitenskapelige artikkelen, forteller at man fortsatt kunne gjenskape den opprinnelige informasjonen selv om effekten på de optiske signalene ble 20-doblet, så lenge man bruke frekvenskammene.

255 terabit/s: Mye høyere fart med ny type fiber 

Til toppen