TOKIO, 4 de diciembre de 2023 – (JCN Newswire) – Fujitsu Limited y KDDI Research anunciaron hoy que han desarrollado con éxito una tecnología de transmisión de multiplexación de longitud de onda multibanda de gran capacidad utilizando fibras ópticas instaladas.
Las dos empresas han desarrollado una tecnología que permite la transmisión de bandas de longitud de onda distintas a la banda C, que no se ha utilizado en las comunicaciones ópticas comerciales de media y larga distancia, utilizando una tecnología de conversión de longitud de onda por lotes y amplificación multibanda. La red de comunicaciones de fibra óptica introducida con esta tecnología permite la transmisión de longitudes de onda a 5.2 veces la multiplicidad de longitudes de onda de la tecnología de transmisión óptica comercial actual. Esto permite el uso de instalaciones de fibra óptica instaladas para aumentar el tráfico de comunicaciones de una manera rentable y eficiente en términos de mano de obra. La tecnología facilita la expansión de la capacidad de transmisión en áreas urbanas y áreas residenciales densamente pobladas donde la instalación puede resultar desafiante, y ofrece el potencial de reducir significativamente el tiempo necesario para iniciar el servicio y reducir los costos.
El desarrollo se llevó a cabo como parte del "Proyecto de investigación y desarrollo de infraestructuras mejoradas para Post-5G (1) Sistemas de Información y Comunicación” (2) encargado por la Organización de Desarrollo de Tecnología Industrial y Nuevas Energías de Japón (NEDO).
En medio de la creciente demanda de servicios que aprovechan la IoT, la inteligencia artificial (IA) y el análisis de big data, NEDO tiene como objetivo fortalecer la base de desarrollo y fabricación de los sistemas de información y comunicaciones post-5G de Japón mediante el desarrollo de tecnologías centrales para los sistemas de información y comunicaciones post-5G. . Como parte de este esfuerzo, de octubre de 2020 a octubre de 2023, Fujitsu y KDDI Research participaron en un proyecto para mejorar el rendimiento de las redes ópticas post-5G. Las redes de comunicación de fibra óptica comerciales convencionales utilizan fibras monomodo en las que la luz pasa solo a través del centro de la fibra óptica y utilizan la banda C (banda de longitud de onda: 1,530 nm a 1,565 nm) (3) como banda de transmisión de señal de la red óptica. Sin embargo, a medida que aumenta la cantidad de tráfico de comunicaciones, se espera que la banda C por sí sola tenga una capacidad de transmisión insuficiente. Para aumentar la capacidad de transmisión por fibra, las dos empresas se propusieron aumentar la banda de longitud de onda utilizada de la banda C a la banda L (1,565 nm a 1,625 nm), la banda S (1,460 nm a 1,530 nm), la banda U (1,625 nm a 1,675 nm), y la banda O (1,260 nm a 1,360 nm), con el objetivo de convertirla en multibanda.
Resultados del proyecto
Como parte del proyecto, Fujitsu construyó un modelo de simulación que tiene en cuenta los factores de degradación del rendimiento de la transmisión en transmisión multibanda, lo que permite el diseño de transmisión de sistemas de multiplexación de longitud de onda multibanda. El modelo de simulación refleja los resultados de la medición de las características de la fibra óptica comercial y los parámetros de transmisión extraídos por la verificación experimental del sistema del convertidor de longitud de onda/amplificador multibanda integrado. Utilizando este modelo, Fujitsu realizó simulaciones de alta precisión que reducen los errores de la medición real a 1 dB, lo que permite tener en cuenta la interacción entre bandas y la degradación del rendimiento de la transmisión. La investigación de KDDI Research ha hecho posible utilizar el doble del ancho de banda de frecuencia de la banda C convencional en la banda O, que nunca se ha utilizado en la multiplexación por división de longitud de onda de alta densidad (DWDM (4) ) transmisión. Combinando ambas tecnologías, las dos compañías llevaron a cabo experimentos de transmisión reales utilizando fibras ópticas existentes y demostraron una transmisión multiplexada de longitud de onda multibanda (distancia de transmisión de 45 km) en las bandas O, S, C, L y U (Figura 2), lo que demuestra que la transmisión de longitud de onda es posible a 5.2 veces la multiplicidad de longitud de onda de la transmisión convencional de banda C únicamente. Las dos compañías también confirmaron en la simulación la transmisión multiplexada de longitudes de onda multibanda (distancia de transmisión 560 km) en las bandas S, C, L y U.
A continuación se muestra una descripción de los principales hallazgos de la investigación:
1. Establecimiento de tecnología de transmisión multibanda de multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM)
En el diseño convencional de un sistema de transmisión en la banda C, los parámetros que podrían tratarse como constantes no tendrían problemas prácticos, pero en el caso de transmisión multibanda en la banda S + banda C + banda L + banda U, la diferencia en No se puede ignorar el rendimiento de la transmisión entre las bandas de longitud de onda y se requiere un diseño que tenga en cuenta la dependencia de la longitud de onda. Por ejemplo, los factores de degradación no lineal se vuelven más pronunciados a medida que aumenta la entrada de potencia óptica a la línea de transmisión y a medida que aumenta la distancia de transmisión, limitando así el rendimiento de la transmisión. En particular, estimuló la dispersión Raman (5), modulación de fase cruzada (6), y mezcla de cuatro ondas (7) causadas por la interacción de la luz con múltiples longitudes de onda son prominentes en altas multiplicidades de longitud de onda, lo que afecta en gran medida el rendimiento de transmisión de los sistemas de multiplexación de longitudes de onda multibanda.
En este proyecto, Fujitsu y KDDI Research establecieron un método de diseño para sistemas de multiplexación de longitudes de onda multibanda mediante la construcción de un modelo de simulación que tiene en cuenta la interacción entre diferentes bandas y los factores de degradación en el rendimiento de la transmisión. Además, dado que las señales ópticas de multiplexación por división de longitud de onda (WDM) en las bandas S y U se generan mediante tecnología de procesamiento de señales totalmente ópticas a partir de señales ópticas en las bandas C y L, respectivamente, no hay necesidad de utilizar transmisores y receptores dedicados a las bandas S y U. La integración de estas tecnologías ha permitido la transmisión DWDM en la banda S + banda C + banda L + banda U utilizando tecnología de transmisión coherente, que aprovecha la fase de la luz, permitiendo así una comunicación de alta velocidad y alta capacidad.
2. Establecimiento de una tecnología de transmisión DWDM coherente en la banda O
Tradicionalmente, la tecnología de transmisión coherente tiene una tendencia a distorsionar las señales de transmisión de banda O debido a la influencia de otros componentes de señales ópticas. Además, el ruido no lineal, que a menudo surge en la banda O, generalmente es difícil de eliminar con tecnología de procesamiento de señales digitales, lo que disminuye el rendimiento general del sistema. Como resultado, aplicar tecnología de transmisión coherente en la banda O ha sido un desafío. La minimización del ruido no lineal en la banda O es posible configurando adecuadamente la potencia óptica transmitida para cada señal de longitud de onda densamente multiplexada. Este enfoque minimizó los efectos del ruido no lineal y logra una transmisión DWDM coherente a más de 9.6 THz en la banda O, incluso si se omitió el proceso de compensación de señal en el lado del transmisor y compensación de dispersión de longitud de onda en el lado del receptor. La banda O, que es una banda de longitud de onda con dispersión cercana a cero, se ve menos afectada por la dispersión de longitud de onda (8) y tiene la ventaja de reducir la carga en el procesamiento de señales digitales y mejorar la eficiencia energética.
[ 1 ] Después de 5G:Es el sistema de comunicación móvil que mejoró la característica de latencia ultrabaja y múltiples conexiones simultáneas del sistema de comunicación móvil de quinta generación (5G).
[ 2 ] Proyecto:Nombre del proyecto (JPNP20017): Proyecto de investigación y desarrollo de infraestructuras mejoradas para sistemas de información y comunicación post-5G (encargado por la Organización para el Desarrollo de Nuevas Energías y Tecnología Industrial (NEDO)).
[ 3 ] Banda C:Abreviatura de banda convencional. Esto se refiere a la banda de longitud de onda de 1530 ~ 1565 nm utilizada para la comunicación óptica.
[ 4 ] DWDM:Acrónimo de Dense Wavelength Division Multiplexing, es un método para multiplexar densamente longitudes de onda en la tecnología WDM (Wavelength Division Multiplexing) que aumenta la densidad de transmisión multiplexando múltiples señales ópticas de diferentes longitudes de onda en un solo haz de luz.
[ 5 ] Dispersión Raman estimulada:Fenómeno en el que una fuerte señal óptica (luz de bomba) que se propaga a través de una fibra óptica excita las moléculas del material de vidrio de la fibra, lo que da como resultado la generación de nueva luz (luz de Stokes). Esta luz de Stokes tiene una frecuencia más baja que la luz de la bomba y se propaga en la misma dirección. La dispersión Raman estimulada normalmente contribuye al ruido en la transmisión de señales ópticas de alta potencia y afecta la calidad de la comunicación.
[ 6 ] Modulación de fase cruzada:Múltiples señales ópticas que se propagan en una fibra óptica se afectan entre sí, cambiando la fase de cada señal. Específicamente, un cambio en la intensidad de una señal óptica (pulso óptico) cambia la fase de otras señales ópticas que se propagan en la misma fibra óptica. Esta modulación de fase es causada por la no linealidad de la fibra óptica. La modulación de fase cruzada puede causar distorsión de la señal e interferencia en sistemas donde se propagan múltiples señales ópticas simultáneamente, como los sistemas DWDM.
[ 7 ] Mezcla de cuatro ondas:Múltiples ondas de luz que se propagan en una fibra óptica interactúan para generar nuevas ondas de luz. Esta nueva onda de luz se propaga a la misma velocidad y en la misma dirección que la onda de luz original, pero su frecuencia está determinada por la combinación de las frecuencias de las ondas de luz originales. La mezcla de cuatro ondas es causada por no linealidades de la fibra óptica, especialmente en presencia de señales ópticas de alta potencia o señales ópticas muy espaciadas (por ejemplo, DWDM). Esto puede causar distorsión e interferencias en la señal, afectando el rendimiento de los sistemas de comunicación óptica.
[ 8 ] Dispersión de longitud de onda:Un fenómeno en el que la velocidad de las ondas de luz que se propagan a través de fibras ópticas varía dependiendo de la longitud de onda.Acerca de Fujitsu
El propósito de Fujitsu es hacer que el mundo sea más sostenible generando confianza en la sociedad a través de la innovación. Como socio de transformación digital elegido por clientes en más de 100 países, nuestros 124,000 6702 empleados trabajan para resolver algunos de los mayores desafíos que enfrenta la humanidad. Nuestra gama de servicios y soluciones se basa en cinco tecnologías clave: Computación, Redes, IA, Datos y Seguridad, y Tecnologías Convergentes, que reunimos para brindar una transformación sostenible. Fujitsu Limited (TSE:3.7) reportó ingresos consolidados de 28 billones de yenes (31 mil millones de dólares estadounidenses) para el año fiscal que finalizó el 2023 de marzo de XNUMX y sigue siendo la principal empresa de servicios digitales en Japón por participación de mercado. Saber más: www.fujitsu.com.
Acerca de la investigación KDDI
KDDI Research, el núcleo de los esfuerzos de investigación y desarrollo del Grupo KDDI, promueve actividades de investigación en dos bases, a saber, los Laboratorios de Tecnología Avanzada y el taller de investigación de KDDI, con el objetivo de crear nuevos estilos de vida y al mismo tiempo resolver diversos problemas sociales. Como instituto de investigación de una empresa de telecomunicaciones, continuaremos con nuestros desafíos para establecer una sociedad próspera y amigable con las personas mediante la creación de nuevo valor. Saber más: https://www.kddi-research.jp/english/.
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- Fuente: https://www.jcnnewswire.com/pressrelease/87859/3/
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