Die Geschwindigkeit der Datenübertragung über Glasfaser wurde um das 24-fache erhöht

    Willkommen auf den Seiten des Blogs iCover . An der Polytechnischen Universität Hongkong ( Polytechnische Universität Hongkong , PolyU) wurde eine Softwaremethode zur Korrektur von Verzerrungen entwickelt, die in optischen Datenübertragungssystemen auftreten. Die Ergebnisse des Prototypentests des Systems erzielten eine einzigartige Kanalleistung: Während die Übertragungsqualität erhalten blieb, übertraf die Übertragungsrate die aktuellen Rekordstände der besten kommerziellen Systeme um das 24-fache und betrug 240 Gbit / s. Heute erzählen wir Ihnen, wie wir zu ähnlichen Ergebnissen gekommen sind und welche Vorteile die neue Technologie bietet.

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    Der mit der Einführung neuer Technologien verbundene Anstieg des Internet-Verkehrs und die avalancheartige Integration verschiedener Geräte in das globale Netzwerk stellen die Entwickler von Rechenzentren vor neue Aufgaben, deren Lösung die Berücksichtigung einer bestimmten Bandbreite und Leistung erfordert. Zu den Engpässen bei der Entwicklung solcher Systeme gehören traditionell Datenübertragungskanäle, die die Übertragung und den Empfang einer ganzen Ausrüstung und die Infrastruktur des Zentrums verbinden. Gleichzeitig erlauben die bisherigen Verfahren keine wesentliche Steigerung der Leistung und des Durchsatzes ohne die Integration zusätzlicher Ausrüstung und eine Erhöhung der Anzahl von Kommunikationskanälen, einschließlich der heute verbreiteten optischen Faser.

    Ein weiteres Problem, mit dem Entwickler rechnen müssen, ist die Verzerrung von optischen Signalen, die durch mehrfache Reflexion und Brechung eines Strahls in einem Kanal während der Übertragung entstehen. Um das Problem der Verzerrung zu neutralisieren, werden bisher das Arsenal teurer Geräte, die Möglichkeit von teuren verwandten Technologien und teuren Materialien genutzt.

    Die Entwicklung von Spezialisten aus Hongkong hat gezeigt, dass das Problem bereits heute grundlegend gelöst werden kann, ohne die Fähigkeiten der Hardware-Infrastruktur erheblich zu erweitern und die Anzahl der vorhandenen Kanäle zu erhöhen.

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    Wie wir herausgefunden haben, hängt die Intensität der Verzerrungen im faseroptischen Kanal direkt von der Datenübertragungsrate ab, was auf die Besonderheiten der Wechselwirkung von Photonen mit Glasmolekülen zurückzuführen ist. Dieser Grundstein legt eine Einschränkung für die Kapazität des optischen Rückgrats fest, da er die Erhöhung der Signalübertragungsgeschwindigkeit starr mit den Kosten des Hardware-Komplexes des Transceivers verknüpft. Einfach ausgedrückt: Je höher die Geschwindigkeit der Datenübertragung über Glasfaserkanäle ist, desto höher sind die Kosten der Hardwarelösung aufgrund zusätzlicher Geräte zur Vermeidung von Verzerrungen.

    Die Wirkungen, die in einer optischen Faser aufgrund der Ausbreitung von Licht auftreten, sind allgemein bekannt und gut untersucht. Gleichzeitig ist Faser eine Ansammlung von Milliarden beliebig positionierter und eindeutig orientierter Moleküle. Daher ist es äußerst schwierig, die Muster in der Struktur der Signalverzerrung mathematisch zu identifizieren und zu beschreiben. Mit den Methoden der statistischen Analyse und dem Vergleich großer Datenmengen an den Empfangs- und Übertragungspunkten von Signalen können jedoch einige permanente Abhängigkeiten in diesem Chaos ermittelt werden, wie das Softwaremodell des PolyU-Expertenteams veranschaulicht.

    Der vorgeschlagene Algorithmus für die mathematische Analyse ermöglichte es uns, die Gesamtverzerrung des optischen Signals quantitativ zu beschreiben und diese Verzerrungen dann in Echtzeit am Punkt von Prima aus einer Entfernung von 2 km zu kompensieren. Es ist von grundlegender Bedeutung, dass es möglich ist, eine Aufzeichnungsdatenübertragungsgeschwindigkeit zu realisieren und ein komplexes technisches Problem zu lösen, das mit den physikalischen Eigenschaften der Ausbreitung des optischen Signals in optischen Fasern zusammenhängt, wobei die Rechenleistung von modernen Standardprozessoren verwendet wird, ohne dass der Hardwarekomplex radikal kompliziert werden muss.

    Ein Software-Algorithmus, der in einer Reihe von Experimenten implementiert und seine Wirksamkeit bestätigt hat, ermöglicht es heute, Empfangs-Sende- und Datenverarbeitungssysteme zu implementieren, die es beispielsweise ermöglichen, qualitativ hochwertiges 4K-Video-Streaming für 10.000 Abonnenten anstelle von 400 Teilnehmern gleichzeitig anzuzeigen . Gleichzeitig sind die Kosten einer vorgefertigten Lösung, die solche Leistungsindikatoren liefert, viermal niedriger als bei den bestehenden Alternativen, wodurch sich grundlegend neue Möglichkeiten für die Entwicklung von IoT, die Verarbeitung von Big Data-Arrays und die Implementierung vieler anderer innovativer Anwendungen ergeben.

    Pressemitteilung auf der Website der Universität



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