Aumentare la capacita' della fibra ottica riducendo lo spazio tra gli impulsi | Periti.info

Aumentare la capacita’ della fibra ottica riducendo lo spazio tra gli impulsi

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Migliorare fino a dieci volte la capacità della fibra ottica semplicemente riducendo la quantità di spazio necessario tra gli impulsi luminosi che trasportano i dati. Ci sono riusciti due studiosi dell’École Polytechnique Fédérale di Losanna, Camille Brès e Luc Thévenaz, che hanno spiegato come hanno ottenuto il brillante risultato in un articolo pubblicato su Nature Communications.

Le fibre ottiche trasportano i dati sotto forma di impulsi di luce a distanze anche di migliaia di chilometri a velocità altissime. Nonostante esse possano essere considerate una ‘gloria’ delle telecomunicazioni moderne, hanno un limite nella loro capacità limitata. Gli impulsi infatti hanno bisogno di essere allineati uno dopo l’altro lungo la fibra, con una minima distanza tra di loro, di modo che i segnali non vadano a interferire reciprocamente. Questo sistema, notano gli scienziati, lascia dello spazio libero non utilizzato nella fibra.

Brès e Thévenaz hanno escogitato un metodo per inviare insieme gli impulsi nella fibra, così da ridurre questo spazio. “Da quando ha fatto la sua comparsa negli anni Settanta, la capacità della fibra ottica è aumentata dieci volte ogni quattro anni, spinta da un costante progresso nelle nuove tecnologie”, spiega Brès, del Laboratorio di sistemi fotonici dell’istituto svizzero (Phosl). “Tuttavia negli ultimi anni sembra quasi aver raggiunto una sorta di restringimento, che gli scienziati stanno cercando di superare”.

I diversi tentativi effettuati per rispondere alla sempre maggior domanda di connessione sono spesso stati basati su un approccio poco sostenibile economicamente e in termini di tempo, poiché richiedeva la sostituzione stessa delle fibre. Il team di Losanna si è invece avvicinato al problema secondo un altro principio, ovvero focalizzandosi su come la stessa luce viene processata all’interno della fibra, cercando un modo migliore per generare l’impulso che trasmette il dato. In questo modo, invece che sostituire l’intera infrastruttura delle fibra, basta sostituire solo i trasmettitori.

Il metodo rivoluzionario messo a punto dai due ricercatori riesce a generare il fenomeno noto come “Nyquist sinc pulses” quasi perfettamente. “Questi impulsi”, continua Brès, “hanno una forma più appuntita, che fa sì che sia possibile unirli, come se si agganciassero due pezzi di un puzzle. C’è stata sì interferenza, ma non nei punti in cui attualmente leggiamo i dati”.

Pur non essendo un’idea totalmente nuova, secondo il team non è mai stata messa a punto con una percentuale di perfezione tanto alta, pari al 99%. Generare questo nuovo impulso è stato possibile utilizzando un semplice laser insieme a un modulatore di frequenza: mentre infatti i laser comuni posseggono generalmente una sola frequenza ottica (ovvero un solo colore), con uno spettro molto stretto, grazie al modulatore è possibile aggiungere frequenze/colori al laser, di modo che l’impulso abbia diversi colori e di conseguenza uno spettro più ampio. Il problema principale è comunque il colore principale dell’impulso tende a essere più intenso degli altri, impedendo in questo modo che lo spettro abbia la perfetta forma rettangolare necessaria. Usando una metafora, è come se si cercasse di far vibrare tutte le corde di un violino con la stessa identica intensità.

Applicando una serie di modifiche basate sul concetto di “pettine di frequenza”, gli studiosi sono riusciti a ottenere quasi perfettamente questo risultato. Una scoperta senza precedenti, sottolineano i ricercatori, che apre nuovi sviluppi nel campo di una nuova tecnologia delle telecomunicazioni più veloce e relativamente economica.

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