Il team dell'UCL sviluppa la frequenza

I ricercatori dell'UCL, con colleghi in Cina, hanno sviluppato un nuovo metodo di multiplexing con riferimento alla frequenza in grado di fornire larghezza di banda garantita e bassa latenza per applicazioni time-critical nel cloud. Potrebbe fornire la connettività necessaria per le applicazioni del futuro come le auto senza conducente e le flotte di droni. Un documento ad accesso libero sul metodo è pubblicato su Nature Electronics.

Le applicazioni cloud emergenti, come la realtà virtuale e le flotte di auto connesse, richiedono connessioni garantite, nonché una latenza bassa e stabile, ai data center edge. Attualmente, le comunicazioni utente-cloud si basano su frame di dati programmati nel tempo attraverso reti in fibra con topologia ad albero, che non sono in grado di fornire connessioni garantite con latenza bassa o stabile e non possono essere adattate a un numero maggiore di utenti.

… Utilizziamo la sincronizzazione dell'orologio e della frequenza ottica, abilitata dal pettine di frequenza e dalle tecniche di elaborazione del segnale, per fornire a ciascun utente una larghezza di banda ottica dedicata, creando comunicazioni upstream utente-cloud scalabili. Come prova del concetto, dimostriamo un sistema multiplexing a divisione di frequenza che serve fino a 64 utenti con una larghezza di banda aggregata di 160 GHz, mostrando una velocità dati fino a 4,3 Gbps per utente (capacità aggregata 240,0 Gbps considerando una banda di lunghezza d'onda di 200 GHz) con un'elevata sensibilità del ricevitore di –35 dBm.

Concetto di FDM upstream sincronizzato con clock e frequenza ottica per applicazioni time-critical. a, Un pettine di frequenze ravvicinate ad ampia larghezza di banda generato nell'edge cloud, riferito a un orologio sorgente all'interno di un data center edge. b, pettine di frequenza filtrato inviato da una nuvola periferica o da un terminale di linea ottica agli utenti. c, segnali FDM a monte; ciascuna lunghezza d'onda dell'utente è bloccata su un tono selezionato nel pettine di frequenze distribuito, formando un segnale ottico a larghezza di banda ampia che viene rilevato da un singolo ricevitore coerente. d, Diverse bande WDM (ad esempio, larghezza di banda 100–200 GHz) coprono diverse reti in fibra divise passive. I colori blu, verde e rosso indicano le diverse bande WDM. e, Applicazioni esemplari con criticità temporale, tra cui il sistema di traffico cooperativo e VR. Zhou et al.

Il metodo di multiplexing con riferimento alla frequenza potrebbe fornire più di 20 volte la capacità delle migliori reti a banda larga in fibra disponibili e 65 volte la velocità della tipica banda larga domestica attuale del Regno Unito, insieme a una connessione quasi garantita e una bassa latenza.

Le reti di telecomunicazioni sono fondamentali per il funzionamento di Internet: sono l'equivalente digitale delle strade che trasportano i dati che ci collegano al Cloud. Le migliori reti utilizzano cavi in ​​fibra ottica per trasmettere e ricevere informazioni. Per la nuova banda larga in fibra che si sta diffondendo in tutto il Regno Unito, il time division multiplexing (TDM) è la tecnologia più comune utilizzata per gestire il traffico, che combina i dati di più utenti in un unico segnale. A ogni utente vengono assegnati brevi intervalli di tempo in cui i suoi dati possono essere trasferiti in piccole porzioni, prima che i dati vengano riassemblati a destinazione.

Il problema chiave con TDM è che i dati di ciascun utente devono attendere un intervallo di tempo prima di poter essere trasmessi attraverso la fibra, come le automobili aspettano di poter proseguire al semaforo. Con la tecnologia attuale, questo approccio è stato necessario per coordinare la trasmissione attraverso la fibra, ma ciò limita anche la capacità di dati disponibile e aumenta il tempo necessario per inviare i dati attraverso la rete.

I servizi a banda larga in fibra più veloci disponibili nel Regno Unito offrono una velocità di download fino a un gigabit al secondo (Gb/s), solitamente con una velocità di upload molto più lenta. La diffusione della banda larga in fibra completa è aumentata notevolmente negli ultimi anni con l’introduzione delle connessioni in fibra ottica nelle case e nelle aziende in tutto il paese, ma per la maggior parte degli utenti della banda larga del Regno Unito, la parte finale della linea che arriva nelle loro case rimane in rame più vecchia e più lenta. cablaggio.

Di conseguenza, la velocità media della banda larga nel Regno Unito nel settembre 2022 era di soli 65,3 megabit al secondo (Mb/s).