12 hiljada kilometara kroz optičke kablove
Inženjeri Qualcomm Instituta, Univerziteta u Kaliforniji iz San Dijega, su rešili ključne prepreke koje su ograničavale prenos informacija na daljinu u optičkim kablovima. Istraživači su povećali maksimalnu snagu, a samim tim i daljinu prenosa signala putem optičkih vlakana. Očekuje se da ovo otkriće dovede do povećanja brzine prenosa podataka kroz optičke kablove koji su okosnica Interneta, kablovske, bežične i fiksne telefonijske mreže. Istraživanje je objavljeno 26. juna u časopisu Science.
Naučnici i inžinjeri se već dugo godina suočavaju sa ograničenjem povećanja brzine prenosa podataka u optičkim vlaknima. Za povećanje brzine prenosa neophodno je povećanje snage signala, ali je do sada povećanje snage iznad postojećeg praga nepovratno “iskrivljavalo” prenošene informacije.
Nikola Alić, diplomac Elektrotehničkog Fakulteta u Beogradu, koji je doktorirao na Univerzitetu u San Dijegu u oblasti elektro-inžinjerstva, navodi da su „današnji optički sistemi pomalo kao živi pesak, sa kojim što se više borite brže ćete potonuti. Kada je u pitanju optika, što više snage dodajete nakon određene tačke, dolazi do veće distorzije signala. To sprečava duži domet. Naš pristup uklanja ovo ograničenje, što omogućava da signal može duže da putuje bez regeneracije„.
Optički signali podložni su distorziji ili “crosstalk”-u koji se javlja usled istovremenog provođenja više “zapakovanih” nizova ili kanala informacija duž optičkog vlakna. Kako bi se sprečilo ovo “iskrivljenje” signala, vrši se njihova regeneracija tako što se u tzv. opto-elektronskim regeneratorima pretvaraju u električne signale. Električni signali se potom procesuiraju, obnavlja im se oblik, i zatim se ponovno transmituju kao optički signali. Opto-elektronski regeneratori su u suštini superkompjuteri koji se moraju primeniti na svaki informacioni niz ili kanal u optičkom vlaknu, kojih u modernom prenosu ima između 80 i 200. To smanjuje efikasnost prenosa informacija, onemogućuje izgradnju transparentnih mreža i vrlo ozbiljno povećava troškove mrežne infrastrukture.
Istraživački tim univerziteta u San Diegu razvio je tzv. “širokopojasne frekvencijske češljeve” koji omogućuju predvidljivost distorzije optičkih signala, te njenu reverzibilnost na prijemnom kraju. Nalazi ovog tima inžinjera upravo eliminišu potrebu za opto-elektronskom regeneracijom i postavljanjem za to zaduženih regenarora duž optičkog vlakana.
[caption id="attachment_5162" align="aligncenter" width="580"]
Širokopojasni frekvencijski češalj omogućuje da distorzija ili “crosstalk” između multiplih kanala informacija u optičkom vlaknu bude reverzibilan (Slika: Science Daily)[/caption]
Prema web magazinu Science Daily pristup istraživača sa Univerziteta u San Dijegu može se uporediti sa pristupom “koncert majstora koji štimuje više instrumenata u orkestru na istu frekvenciju na početku koncerta”. Informacije koje se kroz optičko vlakno prenose u više nizova ili komunikacionih kanala su na različitim frekvencijama, usled čega se javlja “crosstalk”. Inženjeri su uz pomoć “češlja” za sinhronizaciju frekvencija omogućili da se distorzija koja se javlja između kanala unapred kompenzuje, kao i da bude reverzibilna. Frekvencioni češalj omogućava da sistem ne akumulira distorzije koje onemogućuju da se prvobitni sadržaj povrati na prijemniku.
„Distorzija između multiplih kanala komunikacije unutar optičkog kabla se ponaša prema fiksnim fizičkim zakonima. Ona nije nasumična i mi sada bolje razumemo njenu fiziku. U ovoj studiji predstavljamo metod koji uključuje tu predvidljivost i zakone po kojima se distorzija ponaša, kako bi se uklonile barijere za povećanje snage optičkih signala u optičkim vlaknima“ objasnio je Stojan Radić, profesor na Odeljenju za elektro- i računarsko-inžinjerstvo Univerziteta u San Dijegu i glavni autor studije. „Naš pristup uslovljava informaciju pre nego što je ona i poslata, tako da prijemnik ne registruje distorziju izazvanu tzv. Kerr efektom.„
U laboratorijskim eksperimentima istraživači Univerziteta u San Diegu uspešno su dešifrovali podatke nakon što je snaga optičkih signala bila povećana 20 puta i nakon što su signali putovali rekordnih 12 000 kilometara kroz optičke kablove sa standardnim pojačivačima, ali bez regeneratora. Laboratorijski eksperimenti uključivali su optičke kablove sa tri i pet optičkih kanala u međusobnoj interakciji, ali istraživači navode da se ovaj pristup može koristiti i u sistemima sa daleko više komunikacionih kanala. Većina današnjih optičkih kablova uključuje više od 32 kanala.
Inžinjeri Qualcomm Instituta, Univerziteta u San Dijegu, su prošle godine objavili rad u kome su prikazali da su eksperimentalni rezultati objavljeni u junu ove godine teoretski mogući.
]]>