
由UCL研究人员发明的新型光纤宽带技术,在速度、容量和可靠性方面都无与伦比,为未来应用提供所需的连接性,比如无人驾驶汽车和无人机群的应用。
发表在《自然电子学》杂志上的一项研究揭示了名为“频率参考多路复用”的新一代通信技术的工作原理,它比目前最好的全光纤宽带网络提供了超过20倍的容量,速度也比英国家庭常用的宽带网络快65倍,而且具有几乎稳定的连接性和低延迟。
电信网络对互联网的运行至关重要——它们是将数据连接到云端的数字版“公路”。最好的网络利用光纤电缆传输和接收信息。在正在全英国推广的全光纤宽带中,时分复用(TDM)是最常用的技术,它将多个用户的数据合并成一个信号。每个用户被分配了一小段时间来传输他们的数据,然后在目标地点重新组装数据。
TDM的关键问题在于每个用户的数据需要等待一个时间段后才能通过光纤传输,就像车辆在红绿灯前等待一样。当前的技术需要这样的方法来协调数据在光纤中的传输,但这也限制了可用数据容量,并增加了数据在网络中传输的时间。
在这项研究中,UCL的研究人员开发了名为“频率参考多路复用”的技术,以克服时分复用等当前方法所面临的延迟和带宽限制。
他们利用频率梳和信号处理技术实现了光学和时钟频率同步,为每个用户提供了独立的光通道。采用这种新的方法,每个用户在与云端通信时就像拥有自己独立的道路一样,无需在交通灯等待。作为概念验证,他们建立了一个频率参考多路复用系统,为64个用户提供每个用户高达4.3 Gb/s的速度(或所有用户的总速度达到240Gb/s)。
作者希望频率参考多路复用技术将能实现目前典型英国宽带的容量增加20倍以上、速度增加65倍以上。由于用户数据是并行传输和接收的,这降低了延迟、功耗和容量问题。这有潜力降低未来全光纤宽带的成本,并增加每个云用户的网络可用性和速度。
一些技术评论家预测,不久的将来我们将会看到由云端控制的无人驾驶汽车网络和无人机群。然而,我们目前的电信基础设施无法满足这些需求,这些需求包括稳定的连接性、最小化的延迟、同步的时钟和大幅提高的速度。我们的研究表明,频率参考多路复用方法可以升级我们的光纤基础设施,满足这些技术需求。
在短期内,这项技术有望以低基础设施成本提供更好的家庭宽带服务。