随着我们的世界变得越来越紧密，通信基础设施必须扩展以满足不断增长的需求。该基础设施的关键部分是连接之间网络的海底电缆。
这些海底电缆在空间是奢侈的环境中运行。设计下一代海底电缆的最大挑战之一是如何在不增加电缆尺寸的情况下增加数据容量。即使是简单的改变，比如增加更多的光纤对，也会带来额外的功率要求，使设计复杂化。
Pierre Mertz和Siddharth Varughese是海底电缆现场试验团队的成员，该试验成功地以创纪录的每秒 307.2 TB 传输数据，而无需增加任何尺寸。他们将于下周在加利福尼亚州圣地亚哥举行的光纤通信会议暨展览会 ( OFC )上展示他们的成果。
该团队在跨大西洋的杜南电缆上实现了这一记录，并采用了一种称为空分复用 (SDM) 的新兴技术。使用 SDM 技术，每对光纤都以较低的光功率和信噪比运行。
“起初认为，降低光功率似乎违反直觉，因为这会降低单根光纤的容量，”Varughese 说。“然而，降低单根光纤的功率可以在海底光缆中引入额外的光纤，从而增加光缆的总容量。”
研究人员将杜南电缆与他们过去研究过的电缆Marea进行了比较。Marea 有八对光纤，每对支持 27.8 Tbps。相比之下，Dunant 有 12 对光纤，每对可支持 25.6 Tbps。Dunant 中的每对光纤的效率都低于 Marea 中的光纤对，但作为一个整体，光缆支持的容量增加了近 40%。
“通过我们的现场试验，我们展示了由 12 对光纤组成的最简单的 SDM 电缆如何将容量提高多达 38%，”Varughese 继续说道。“如果我们要满足指数级扩展的全球数据速率要求，SDM 电缆就是前进的方向。”
由于涉及较低的信噪比，在 Dunant 中实施 SDM 架构并非易事。研究人员密切关注他们的调制格式、操作波特率和数字信号处理算法，以充分利用其有限的光功率。
结果是 SDM 技术的成功概念验证。杜南电缆实现了超过 300 Tbps 的容量，接近或超过了传统电缆的极限。该团队预计未来的 SDM 电缆应该具有更大的容量，并希望他们的演示能够为构建这些未来的电缆提供动力。
“我们相信我们的现场试验通过实验回答了每个人关于 SDM 电缆的第一个问题：与传统电缆相比，我们可以从 SDM 电缆获得多少容量，”Varughese 说。“我们希望这些结果将鼓励海底电缆供应商以及互联网服务提供商和互联网内容提供商继续研究 SDM 电缆并在未来部署更多此类电缆。”
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