TÓQUIO, 4º de dezembro de 2023 – (JCN Newswire) – A Fujitsu Limited e a KDDI Research anunciaram hoje que desenvolveram com sucesso uma tecnologia de transmissão de multiplexação de comprimento de onda multibanda de grande capacidade usando fibras ópticas instaladas.
As duas empresas desenvolveram uma tecnologia que permite a transmissão de bandas de comprimento de onda diferentes da banda C, que não tem sido utilizada em comunicações ópticas comerciais de média e longa distância, utilizando uma conversão de comprimento de onda em lote e tecnologia de amplificação multibanda. A rede de comunicações de fibra óptica introduzida com esta tecnologia permite a transmissão de comprimento de onda com 5.2 vezes a multiplicidade de comprimento de onda da atual tecnologia comercial de transmissão óptica. Isto permite o uso de instalações de fibra óptica instaladas para aumentar o tráfego de comunicação de maneira econômica e eficiente em termos de mão de obra. A tecnologia facilita a expansão da capacidade de transmissão em áreas urbanas e áreas residenciais densamente povoadas, onde a instalação pode ser um desafio, e oferece o potencial para reduzir significativamente o tempo necessário para iniciar o serviço e reduzir custos.
O desenvolvimento foi realizado como parte do “Projeto de Pesquisa e Desenvolvimento de Infraestruturas Melhoradas para Pós-5G (1) Sistemas de Informação e Comunicação” (2) encomendado pela Organização de Desenvolvimento de Novas Energias e Tecnologia Industrial do Japão (NEDO).
Em meio à crescente demanda por serviços que aproveitem a IoT, a inteligência artificial (IA) e a análise de big data, a NEDO pretende fortalecer a base de desenvolvimento e fabricação dos sistemas de informação e comunicação pós-5G do Japão, desenvolvendo tecnologias essenciais para sistemas de informação e comunicação pós-5G. . Como parte deste esforço, de Outubro de 2020 a Outubro de 2023, a Fujitsu e a KDDI Research envolveram-se num projecto para melhorar o desempenho das redes ópticas pós-5G. As redes comerciais convencionais de comunicação de fibra óptica usam fibras monomodo nas quais a luz passa apenas pelo centro da fibra óptica e usam a banda C (faixa de comprimento de onda: 1,530 nm a 1,565 nm) (3) como banda de transmissão de sinal da rede óptica. Contudo, à medida que a quantidade de tráfego de comunicação aumenta, espera-se que a banda C por si só tenha capacidade de transmissão insuficiente. Para aumentar a capacidade de transmissão por fibra, as duas empresas pretendiam aumentar a banda de comprimento de onda utilizada da banda C para a banda L (1,565 nm a 1,625 nm), a banda S (1,460 nm a 1,530 nm), a banda U (1,625 nm nm a 1,675 nm) e a banda O (1,260 nm a 1,360 nm), com o objetivo de torná-la multibanda.
Resultados do projeto
Como parte do projecto, a Fujitsu construiu um modelo de simulação que tem em conta os factores de degradação do desempenho da transmissão em transmissões multibanda, permitindo a concepção de transmissão de sistemas de multiplexação de comprimento de onda multibanda. O modelo de simulação reflete os resultados da medição das características da fibra óptica comercial e os parâmetros de transmissão extraídos pela verificação do sistema experimental do conversor de comprimento de onda integrado/amplificador multibanda. Utilizando este modelo, a Fujitsu realizou simulações de alta precisão que reduzem os erros da medição real para cerca de 1dB, tornando possível ter em conta a interacção entre bandas e a degradação do desempenho de transmissão. A pesquisa da KDDI Research tornou possível utilizar o dobro da largura de banda de frequência da banda C convencional na banda O, que nunca foi utilizada na multiplexação por divisão de comprimento de onda de alta densidade (DWDM (4) ) transmissão. Combinando ambas as tecnologias, as duas empresas conduziram experimentos reais de transmissão usando fibras ópticas existentes e demonstraram transmissão multiplexada de comprimento de onda multibanda (distância de transmissão de 45 km) nas bandas O, S, C, L e U (Figura 2), provando que a transmissão de comprimento de onda é possível com 5.2 vezes a multiplicidade de comprimento de onda da transmissão convencional somente em banda C. As duas empresas também confirmaram a transmissão de multiplexação de comprimento de onda multibanda (distância de transmissão de 560 km) nas bandas S, C, L e U na simulação.
Abaixo está uma descrição dos principais resultados da pesquisa:
1. Estabelecimento de tecnologia de transmissão multibanda de multiplexação por divisão de comprimento de onda densa (DWDM)
No projeto convencional de um sistema de transmissão na banda C, parâmetros que pudessem ser tratados como constantes não teriam problemas práticos, mas no caso de transmissão multibanda na banda S + banda C + banda L + banda U, a diferença em o desempenho da transmissão entre as bandas de comprimento de onda não pode ser ignorado e é necessário um projeto que leve em consideração a dependência do comprimento de onda. Por exemplo, os factores de degradação não linear tornam-se mais pronunciados à medida que a entrada de potência óptica para a linha de transmissão aumenta e à medida que a distância de transmissão aumenta, limitando assim o desempenho da transmissão. Em particular, estimulou a dispersão Raman (5), modulação de fase cruzada (6) e mixagem de quatro ondas (7) causadas pela interação da luz com múltiplos comprimentos de onda são proeminentes em altas multiplicidades de comprimento de onda, o que afeta muito o desempenho de transmissão de sistemas de multiplexação de comprimento de onda multibanda.
Neste projeto, a Fujitsu e a KDDI Research estabeleceram um método de projeto para sistemas de multiplexação de comprimento de onda multibanda, construindo um modelo de simulação que leva em consideração a interação entre diferentes bandas e fatores de degradação no desempenho da transmissão. Além disso, como os sinais ópticos de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) nas bandas S e U são gerados por tecnologia de processamento de sinal totalmente óptico a partir de sinais ópticos nas bandas C e L, respectivamente, não há necessidade de usar transmissores e receptores dedicados a as bandas S e U. A integração dessas tecnologias permitiu a transmissão DWDM na banda S + banda C + banda L + banda U utilizando tecnologia de transmissão coerente, que aproveita a fase da luz, permitindo assim comunicação de alta velocidade e alta capacidade.
2. Estabelecimento de tecnologia de transmissão DWDM coerente na banda O
Tradicionalmente, a tecnologia de transmissão coerente tem tendência a distorcer os sinais de transmissão da banda O devido à influência de outros componentes do sinal óptico. Além disso, o ruído não linear, que surge frequentemente na banda O, é geralmente difícil de eliminar com a tecnologia de processamento de sinal digital, diminuindo assim o desempenho geral do sistema. Como resultado, a aplicação de tecnologia de transmissão coerente na banda O tem sido um desafio. A minimização do ruído não linear na banda O é possível definindo adequadamente a potência óptica transmitida para cada sinal de comprimento de onda densamente multiplexado. Esta abordagem minimizou os efeitos do ruído não linear e alcançou transmissão DWDM coerente acima de 9.6 THz na banda O, mesmo que o processo de compensação de sinal no lado do transmissor e compensação de dispersão de comprimento de onda no lado do receptor tenha sido omitido. A banda O, que é uma banda de comprimento de onda próxima à dispersão zero, é menos afetada pela dispersão do comprimento de onda (8) e tem a vantagem de reduzir a carga no processamento digital de sinais e melhorar a eficiência energética.
[1] Pós-5G:É o sistema de comunicação móvel que aprimorou o recurso de latência ultrabaixa e múltiplas conexões simultâneas do sistema de comunicação móvel de 5ª geração (5G).
[2] Projeto :Nome do projeto (JPNP20017): Projeto de Pesquisa e Desenvolvimento de Infraestruturas Aprimoradas para Sistemas de Informação e Comunicação Pós-5G (encomendado pela Organização de Desenvolvimento de Novas Energias e Tecnologia Industrial (NEDO)).
[3] Banda C:Abreviatura de banda convencional. Isto se refere à banda de comprimento de onda de 1530~1565 nm usada para comunicação óptica.
[4] DWDM:Um acrônimo para Dense Wavelength Division Multiplexing, é um método para multiplexar densamente comprimentos de onda na tecnologia WDM (Wavelength Division Multiplexing) que aumenta a densidade de transmissão ao multiplexar vários sinais ópticos de diferentes comprimentos de onda em um único feixe de luz.
[5] Espalhamento Raman estimulado:Fenômeno no qual um forte sinal óptico (luz de bomba) que se propaga através de uma fibra óptica excita moléculas no material de vidro da fibra, resultando na geração de nova luz (luz de Stokes). Esta luz de Stokes tem uma frequência mais baixa que a luz da bomba e se propaga na mesma direção. O espalhamento Raman estimulado normalmente contribui para o ruído na transmissão de sinais ópticos de alta potência e afeta a qualidade da comunicação.
[6] Modulação de fase cruzada:Vários sinais ópticos que se propagam em uma fibra óptica afetam uns aos outros, alterando a fase de cada sinal. Especificamente, uma mudança na intensidade de um sinal óptico (pulso óptico) altera a fase de outros sinais ópticos que se propagam na mesma fibra óptica. Esta modulação de fase é causada pela não linearidade da fibra óptica. A modulação de fase cruzada pode causar distorção e interferência de sinal em sistemas onde vários sinais ópticos se propagam simultaneamente, como sistemas DWDM.
[7] Mistura de quatro ondas:Múltiplas ondas de luz que se propagam em uma fibra óptica interagem para gerar novas ondas de luz. Esta nova onda de luz se propaga na mesma velocidade e na mesma direção que a onda de luz original, mas sua frequência é determinada pela combinação das frequências das ondas de luz originais. A mistura de quatro ondas é causada por não-linearidades da fibra óptica, especialmente na presença de sinais ópticos de alta potência ou sinais ópticos pouco espaçados (por exemplo, DWDM). Isto pode causar distorção e interferência no sinal, afetando o desempenho dos sistemas de comunicação óptica.
[8] Dispersão de comprimento de onda:Fenômeno no qual a velocidade das ondas de luz que se propagam através das fibras ópticas varia dependendo do comprimento de onda.Sobre a Fujitsu
O propósito da Fujitsu é tornar o mundo mais sustentável construindo confiança na sociedade através da inovação. Como o parceiro de transformação digital escolhido por clientes em mais de 100 países, nossos 124,000 funcionários trabalham para resolver alguns dos maiores desafios que a humanidade enfrenta. Nossa gama de serviços e soluções baseia-se em cinco tecnologias principais: Computação, Redes, IA, Dados e Segurança e Tecnologias Convergentes, que reunimos para oferecer transformação sustentável. A Fujitsu Limited (TSE:6702) reportou receitas consolidadas de 3.7 trilhões de ienes (US$ 28 bilhões) no ano fiscal encerrado em 31 de março de 2023 e continua sendo a principal empresa de serviços digitais do Japão em participação de mercado. Descubra mais: www.fujitsu.com.
Sobre a Pesquisa KDDI
A KDDI Research, o núcleo dos esforços de investigação e desenvolvimento do Grupo KDDI, promove actividades de investigação em duas bases, nomeadamente, os Laboratórios de Tecnologia Avançada e o atelier de investigação KDDI, com o objectivo de criar novos estilos de vida e ao mesmo tempo resolver vários problemas sociais. Como instituto de investigação de uma empresa de telecomunicações, continuaremos os nossos desafios para estabelecer uma sociedade próspera e amiga das pessoas, através da criação de novo valor. Descubra mais: https://www.kddi-research.jp/english/.
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- Fonte: https://www.jcnnewswire.com/pressrelease/87859/3/
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