Avancée significative dans la transmission optique : la fibre monomode dépasse 254,7 Tb/s

Récemment, une avancée technologique majeure a eu lieu dans le domaine des communications optiques :

« Transmission ultra-rapide de 254,7 Tb/s sur 200 km de fibre optique monomode standard »

Cette mesure de transmission a établi un nouveau record mondial pour la communication par fibre optique.

Regardons de plus près les détails :

• Partenaires de recherche : FiberHome, en collaboration avec China Mobile, le National Key Laboratory of Optical Communication Technology and Networks, le Pengcheng Laboratory et d'autres institutions.
• Transmission ultra-rapide de 254,7 Tb/s sur 200 km de fibre optique monomode standard, basée sur la technologie d'égalisation de réseau neuronal par apprentissage de transfert.
• Cette technologie couvre une bande passante spectrale de 19,8 THz et atteint une efficacité spectrale de 12,86 b/s/Hz, ce qui aura un impact profond sur la conception architecturale, les scénarios d'application et l'écosystème industriel des futurs réseaux optiques.

Les systèmes de communication optique traditionnels ont toujours recherché un équilibre entre capacité, distance et efficacité. Cependant, cet équilibre est aujourd'hui rompu par le déluge de données généré par l'IA.

Le système de transmission optique a réalisé trois avancées technologiques fondamentales

1. Transmission à très haute capacité : En introduisant multiplexage par répartition en longueur d'onde dense (DWDM) et transmission collaborative multibande (S+C+L)Le système couvre une bande passante spectrale de 19,8 THz, soit plus de quatre fois celle des systèmes traditionnels. Pour garantir une puissance de signal uniforme sur toutes les bandes, le système intègre des technologies avancées. technologie d'aplatissement spectral et un schéma d'amplification hybride, atteignant une efficacité spectrale de 12,86 b/s/Hz.

2. Percée dans la qualité de transmission : Le système est conçu pour maintenir une excellente qualité de signal même après 200 km de transmission. Il y parvient en combinant des technologies avancées technologie de multiplexage par polarisation avec un schéma de modulation d'ordre élevé à mise en forme probabiliste pour optimiser précisément l'entropie du signal. De plus, il utilise une combinaison de amplification hybride et Technologies d'amplification Raman pour atténuer efficacement l'atténuation du signal et les effets non linéaires, garantissant ainsi la stabilité de la transmission.

3. Transmission optique + avancée en matière d'IA : L'utilisation d'algorithmes d'IA, en particulier technologie d'égalisation des réseaux neuronaux d'apprentissage par transfert, a augmenté le débit total du système de 11,7%. Les algorithmes traditionnels de traitement du signal numérique sont confrontés à un problème de précision lors de la compensation des non-linéarités complexes. Cependant, l'algorithme basé sur l'IA permet à chaque bande de disposer de son propre modèle NN dédié pour l'égalisation du signal, compensant et corrigeant les erreurs non linéaires tout en réduisant considérablement la consommation énergétique du système.

Technologie clé : IA + communications optiques

Le cœur de cette recherche consiste à utiliser un réseau neuronal (NN) Pour corriger les erreurs du système de transmission par fibre optique. Les systèmes traditionnels à fibre optique s'appuient sur des modèles mathématiques et des circuits matériels pour compenser les effets non linéaires, mais leur efficacité et leur précision sont souvent limitées. Cet algorithme d'IA permet d'optimiser l'efficacité du système.

• Efficacité amélioréeLes méthodes traditionnelles nécessitent l'apprentissage de modèles NN indépendants pour les bandes S, C et L, ce qui exige de grandes quantités de données et de longues périodes d'apprentissage. Cette recherche utilise une stratégie consistant à « entraîner un modèle de base, puis transférer les paramètres clés ». Cela permet au réseau neuronal d'appliquer les apprentissages de l'apprentissage en bande C aux bandes S et L, réduisant ainsi les besoins en données de 701 TP3T et la période d'apprentissage de 501 TP3T. Cette avancée résout les problèmes de « collecte de données difficile et de déploiement lent des modèles » dans les communications optiques, accélérant ainsi l'adoption des égaliseurs NN dans les réseaux actifs.
• Généralisation amélioréeAprès le transfert des paramètres de la bande C, les modèles des bandes S et L conservent des performances stables, même face à des caractéristiques de longueur d'onde, des distributions de puissance et des environnements non linéaires différents. Après l'introduction de l'égaliseur NN, le débit net de données de la bande L a augmenté de 12,3%, ce qui est comparable à l'amélioration des performances de la bande C.

Cette avancée technologique nationale mènera les réseaux optiques vers le L'ère du P-bitIl s'agit probablement de bien plus qu'une simple prouesse technique ; cela pourrait également influencer l'orientation et le paysage futurs du développement des réseaux. Grâce à l'intégration étroite de l'IA et des communications optiques, les progrès continus en matière d'expansion multibande, d'optimisation des algorithmes et d'intégration matérielle marqueront véritablement l'avènement d'une ère P-bit « intelligente, ultra-large et ultra-rapide » pour les réseaux optiques.