معيار جديد يحدّد سرعةَ نقل البيانات القياسية العالمية في اليابان عند 319 تيرابت/ ثانية لمسافة تزيد على 3000 كم

استخدمت مجموعةٌ من الباحثين في المعهد الوطني الياباني لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات (NICT) مجموعة متنوعة من التقنيات التي لا تزال سائدة لمضاعفة الرقم القياسي السابق لسرعة نقل البيانات لمسافات طويلة البالغ 172 تيرابت/ ثانية والذي عملوا عليه في نيسان (أبريل) 2020. وتشمل هذه التقنيات: الألياف الخاصة بالتقسيم المكاني المنخفض الخسارة الرباعي النواة (SDM) المستخدمة في المشاريع البحثية، ومضخمات ألياف الإربيوم والثوليوم، ومضخم رامان الموزع Raman amplification، إضافةً إلى استخدام أطوال موجات إرسال نطاق - C و نطاق - L، فقد استخدموا الطول الموجي للنطاق - S (1). 

اقتصر استخدام نطاق - S حتى الآن على الاختبارات المعملية التي أُجريت على مدى بضع عشرات من الكيلومترات في المشاريع البحثية؛ ولكن ربما يكون أكثر الأمور أهمية هو جودة الإرسال العالية المزعومة في الألياف رباعية النوى التي تمتلك قياس القطر الخارجي -0.125 مم- نفسه للكسوة الزجاجية المستخدمة في الألياف الأحادية النمط القياسية (1). 

على مدى العقد الماضي، أُجرِيَ بحثٌ مُكثّف في جميع أنحاء العالم لزيادة معدلات البيانات في أنظمة الإرسال الضوئية باستخدام مضاعفة تقسيم الفضاء (Space-Division Multiplexing) بوصفها وسيلةً لتلبية الطلب المتزايد على نحو كبير على نقل البيانات الضوئية؛ وازداد الاهتمام مؤخرًا بالألياف التي لها قياس قطر الكسوة نفسه والذي يبلغ 125 ميكرومتر مثل الألياف الأحادية النمط القياسية نظرًا إلى توافقها مع البنية التحتية التقليدية للكابلات والمخاوف بشأن الموثوقية الميكانيكية للألياف الأكبر حجمًا؛ خاصة مع الألياف المتعددة النواة MCFs) multi-core fibers)؛ إذ إنّ تقليل قطر الكسوة يحدّ من عدد القنوات المكانية؛ مما يؤدي إلى زيادة الاهتمام بدمج هذه الألياف مع نطاقات إرسال أوسع من أجل تلبية النمو المتوقع في قدرة الإرسال المتوقعة في ألياف SDM (2). 

وكان نظام النقل الذي بنته NICT لمسافات طويلة سمحَ للألياف البصرية الرباعية النوى بقطر قياسي للكسوة باستغلال عرض نطاق نقل أوسع (> 120 نانومتر) عبر نطاقات S و C و L؛ إذ يستغلّ النظام تعدُّدَ الإرسال عن طريق استخدام تقسيم الطول الموجي (WDM) مع مزيج من تقنية التضخيم البصري لتمكين الإرسال إلى مسافات طويلة عبر 552 قناة WDM بين 1487.8 نانومتر و 1608.33 نانومتر؛ وتم تمكين الإرسال إلى مسافات طويلة -الذي لم يُثبَت مسبقًا- باستخدام إشارات النطاق S، وذلك من خلال إنشاء مجموعة تجريبية لحلقة نقل مُعاد تدويرها تجمع بين نوعين من مضخمات ألياف الأيونات النادرة Rare-earth-doped Fibers مع تضخيم رامان الموزع على طول ألياف الإرسال نفسها (2). 

وكما ذكرنا، في عام 2020 أبلغ فريق من المعهد الوطني الياباني لتكنولوجيا الاتصالات (NICT) في مؤتمر الاتصالات الضوئية (Optical Fiber Communications (OFC 2020 أنّه تمكّن من تحقيق سرعة الألياف الضوئية  172 تيرابت في الثانية من خلال استخدام ألياف أحادية متعددة النواة والذي يُعدّ أكثر من الإنتاجية المجمعة لجميع الألياف الموجودة في الكابلات البحرية ذات السعة الأكبر في العالم (3). ولكن من جانب آخر؛ من المتوقع حدوث زيادة هائلة في خدمات البيانات الجديدة الجيل الخامس 5G، وبالتالي فمن الأهمية إظهار كيف يمكن للألياف الجديدة تلبية هذا الطلب. 

ولذلك؛ من المأمول أن تساعد هذه النتيجة على تحقيق أنظمة اتصالات جديدة يمكنها دعم الخدمات الجديدة المتعطشة لعرض النطاق الترددي.

تعديل الصور: Hajar Aisha

المصادر: