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100G就够用 缘何还竟相研发Tb级极速光纤

2019-11-14 12:19:19 | 来源: 食材

近日,有两则关于技术的报道引起了大家的关注:德国研究人员在线路中实现了数据传输速率达到每秒26太比特(Tbit);另一则是美国华裔科学家使用纳米材料石墨烯研制出了新型光,有望使光通信速度提高1万倍。在互联网日益普及的今天,人们期待着更加快速的信息传输技术,当我们通过新闻了解到传输速率达到每秒26太比特时不禁会问,这样高的传输速率何时才能走进千家万户?网络传输还会提速吗?

量级已很难再突破

辽宁日报:我们先从新闻谈起。这两则新闻是否可以看做是光通信的技术发展?报道说德国的研究人员在光纤通信线路中使单束激光的数据传输速率达到每秒26太比特 (Tbit) 每秒26太比特 是什么概念?和目前的通信传输差多少倍?

罗毅:通信专家们发展光通信技术,首先就是因为光纤通信具有非常大的带宽资源。而提高传输速度,在整个光通信系统中就是提高整个带宽,这是光通信的根本优势和发展要求。相信大家都对 GB 这个单位不陌生,比如一个硬盘几百GB容量。这个大写的B是字节,一个字节包含8个比特(bit),我们现在到家庭的宽带(ADSL)一般是2-4Mb/s,但如果是光纤就可以到每秒Gbit级。每秒钟26太比特(Tb)相当于每秒26000Gbit,是非常高的传输速率了。

辽宁日报:那说明速度是非常快了,1秒可传几百张DVD光盘容量的数据。那么他们大致采用何种方法到达这个速率?

罗毅:他们在光信号的处理上特别是在调制器的工作方式上找到了一种新的好办法,使得在单位时间内可以加载更多的信息。我们做个类比,如运送的货物,单束激光相当于单条高速公路的运输,那么在调制器工作方式得到改善后,信息传输速率提高了,相当于把车的发动机的性能提高了或者说换了个大的车厢,货装得多了,而无论哪种形式,都使这条运输线运载量大大增加。

辽宁日报:德国的这个使传输速率达到每秒26Tbit的技术是否可以说有很大的突破?

罗毅:作为一项技术成果,这个提高传输速率的一个方法还是很巧妙的,有启发性;另外从这个传输速率的量级来看,也基本上是光通信传输速度的一个极限了,很难再提高了。但同时也应该看到,这个极高的实验室速度有技术理论意义,也可以用在特殊的环境中,但在通常的实际应用中还不可能达到这么高的速度,特别是这个速度下对电子器件的要求很高,而且现实也不用达到这么高的速率,就如同只有一袋米要运,如果我们用一火车或者大货车去运输就会显得没有必要。

每秒bit就够用

辽宁日报:但是我们的信息量会越来越多,特别是在互联网普及和物联网发展的情况下。

罗毅:人们当然希望传输的容量越大越好、速率越快越好,但讲到实际应用,特别是光纤到达每家每户后,传输速度还是有个应用范围,一般来说如果接入带宽能达到100Gbit/秒,就很理想而且足够用了,即使是在未来二三十年里的物联网发展的情况下也完全可实现高速承载。德国的研究速率可以看做是一种技术储备。

辽宁日报:美国华人科学家的那个用石墨烯做调制器提高速度的研究有何意义?

罗毅:他是在材料上做的研究,而德国的传输实验是在系统方法上改进。目前把纳米技术应用到光通信中是一种探索,石墨烯是一种碳的单层纳米材料,有很多优良的性能,比如强度最高、导电性极好等。所以,科学家尝试和研究把它应用在光通信器件特别是调制器上,旨在提高光子通过率、提高传输速度。报道中的美国华人科学家在这方面进行了研究,做成了光学调制器并取得了良好的传输效果,说明石墨烯用于光调制器是可行的。

 

   

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