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Dec 15, 2023

55년에는 초당 1.53페타비트 전송

2022년 11월 10일 국립정보통신기술연구소(NICT) 모든 표준에서 초당 1.53페타비트의 기록적인 데이터 속도로 세계 최초의 55모드 전송

2022년 11월 10일

국립정보통신기술연구소(NICT)

모든 표준 클래딩 직경의 광섬유에서 초당 1.53페타비트의 기록적인 데이터 속도로 세계 최초의 55모드 전송이 시연되었습니다. 이 새로운 55모드 광섬유는 가장 일반적인 광통신(C-) 대역만을 사용하여 높은 데이터 속도로 초고분광 효율성을 구현합니다. 이 데모는 미래의 대용량 백본 네트워크를 위한 다중 모드 전송의 잠재력을 보여줍니다.

Georg Rademacher가 이끄는 국립 정보 통신 기술 연구소 (NICT, 일본) 네트워크 연구소의 연구원 그룹은 Nokia Bell Labs (미국), Prysmian Group (Prysmian, 프랑스 및 네덜란드) 및 퀸즈랜드 대학(호주)이 55개 모드를 이용한 대형 모드 다중화 기술로 세계 최초로 대용량 전송 실험에 성공했다.

또한 실험에서는 초당 1.53페타비트의 데이터 속도를 보고했는데, 이는 현재까지 표준 클래딩 직경(0.125mm) 광섬유의 기록입니다. 55개 모드는 상업적으로 채택된 광섬유 전송 창(C-밴드) 전체에 걸쳐 성공적으로 다중화되었으며, 기존 광섬유 및 이전 다중 모드 전송에 비해 스펙트럼 효율이 크게 증가했습니다. 본 기술과 다중대역 파장분할다중화 기술을 결합하면 전송용량의 추가 확장을 기대할 수 있다.

이번 시연은 높은 모드 카운트 다중 모드 전송 기술의 성숙도와 Beyond 5G 및 후속 정보 통신 인프라 기술 개발에 있어 중요한 단계입니다.

최근에는 표준 단일 모드 광섬유와 동일한 클래딩 직경을 가지지만 다중 전파 경로를 지원할 수 있는 고급 광섬유를 사용하는 전송 시스템이 연구되었습니다. NICT는 표준 클래딩 직경 4코어 광섬유와 단일 코어 15모드 광섬유를 사용하여 전송 시스템을 구축했으며, 두 광섬유 모두에서 초당 1페타비트 전송 실험에 성공했습니다.

표준 클래딩 직경 다중 코어 광섬유의 코어 수는 코어 간 누화에 의해 제한되지만 다중 모드 광섬유의 코어를 확대하면 표준 직경 광섬유의 공간 채널 수를 추가로 늘릴 수 있습니다. 그러나 각 모드의 전파 특성은 신호 품질 저하 및 신호 처리 복잡성 증가로 이어질 수 있습니다. 따라서 모드 수를 늘리려면 멀티플렉서 및 광섬유와 같은 정밀하게 설계된 구성 요소는 물론 모드 혼합 후 신호를 복구하고 이미 시연된 15개 모드 이상의 대용량 전송을 가능하게 하는 복잡한 처리 기술이 필요합니다.

NICT는 Prysmian의 단일 코어 55모드 광섬유와 Nokia Bell Labs 및 University of Queensland가 설계 및 제조한 모드 멀티플렉서/디멀티플렉서를 사용하여 전송 시스템을 구축했습니다. 이러한 구성 요소를 사용하여 그룹은 25.9km에 걸쳐 초당 총 1.53페타비트를 성공적으로 전송했습니다.

55모드 신호를 평가하기 위해 우리는 고속 병렬 수신기 시스템을 구축했습니다. 그런 다음 55개의 독립적인 신호 스트림을 110 x 110 MIMO 처리로 분리하여 전송된 데이터를 복구할 수 있습니다. C 파장 대역의 184개 파장에서 편광 다중화된 16개 QAM 신호를 성공적으로 수신할 수 있었습니다. 기존 15모드 다중화 전송에 비해 모드 수 증가에 따라 스펙트럼 효율이 3배 이상(332bits/s/Hz) 향상됐다.