402 Tbps！日本通信院展示总带宽37.6THz创纪录光传输

2024-07-08 17:18

近日，由日本信息通信研究机构（NICT）的光网络实验室牵头的国际联合研究团队，在标准商用光纤中实现了37.6 THz的光传输带宽，创造了402 Tb/s的数据传输速率新纪录。

这一纪录是通过构建首个覆盖标准光纤低损耗窗口所有传输波段（O、E、S、C、L、U波段）的光传输系统实现的。该系统结合了多种放大技术，包括6种掺杂光纤放大器，以及分布式和集成式拉曼放大器。此外，新型光增益均衡器的应用使得新的波长带得以利用。这项新技术有望在未来数据服务需求快速增长的情况下，为扩展光通信基础设施的通信容量作出重大贡献。

互联网和数据服务的增长推动了对光传输带宽的需求。为满足这一需求，多波段波长分复用（WDM）技术成为研究热点，这种技术利用新的光谱窗口来增加光纤传输带宽。利用现有光纤中的新传输窗口可以在不进行大规模资本投资的情况下，扩展现有光纤系统的传输容量。然而，离开标准硅光纤的最低损耗区域需要新的放大方案，超越了传统的C波段或C+L波段系统中常用的铒掺杂光纤放大器（DFA）。

在此次演示中，研究人员将密集波分复用（DWDM）传输扩展到标准光纤低损耗窗口的所有主要传输波段，使其在37.6 THz（275 nm）的光带宽内实现超过1,500个并行传输通道。

通过与合作伙伴的合作，NICT构建了世界上首个能够在标准商用光纤中进行DWDM传输的O到U波段传输系统。这一传输演示使用了6种DFA变体，在O/E/S/C/L波段实现增益，并结合了离散（U波段）和分布式拉曼放大，以及新型光增益均衡器，用于O/E波段的增益均衡。

一个宽带DWDM信号，覆盖275 nm（37.6 THz），从1,281.2 nm到1,649.9 nm的O、E、S、C、L和U波段，通过50公里的吸水峰抑制光纤进行传输。通过使用双偏振（DP）-正交幅度调制（QAM）进行高达256个符号的调制，实现了高数据传输速率。经过50公里传输后的广义互信息（GMI）估计数据传输速率为402 Tb/s，比之前最高的单模光纤（SMF）数据传输速率高出25%以上，累积传输带宽也提高了35%。

这些结果表明，新的放大器和宽带频谱整形技术可以提高新旧光纤的信息传输能力，展示了超宽带传输的潜力。

预计未来5G及更高信息服务所需的光传输系统数据速率将大幅增加。新波长区域的利用将使现有光纤网络实现更高的数据传输速率，并延长其使用寿命。此外，结合新型光纤，新波段将能够满足下一代通信服务的需求。

展望未来，NICT将继续推动新放大技术、组件和光纤的研究与开发，以支持新的传输窗口，满足近期和长期应用需求。NICT还将致力于扩展这种宽带、超高容量系统的传输范围及其与现场部署光纤的兼容性。