Equipe UCL desenvolve frequência

Pesquisadores da UCL, com colegas na China, desenvolveram um novo método de multiplexação referenciada por frequência que pode fornecer largura de banda garantida e baixa latência para aplicações de tempo crítico na nuvem. Poderia fornecer a conectividade necessária para aplicações do futuro, como carros sem condutor e frotas de drones. Um artigo de acesso aberto sobre o método foi publicado na Nature Electronics.

As aplicações emergentes na nuvem, como a realidade virtual e as frotas de automóveis conectadas, exigem conexões garantidas, bem como latência baixa e estável, para data centers periféricos. Atualmente, as comunicações usuário-nuvem dependem de quadros de dados programados por meio de redes de fibra com topologia em árvore, que são incapazes de fornecer conexões garantidas com latência baixa ou estável e não podem ser dimensionadas para um número maior de usuários.

… Usamos sincronização de frequência óptica e de relógio, habilitada por técnicas de combinação de frequência e processamento de sinal, para fornecer a cada usuário largura de banda óptica dedicada, criando comunicações upstream escalonáveis ​​entre usuário e nuvem. Como prova de conceito, demonstramos um sistema de multiplexação por divisão de frequência atendendo até 64 usuários com uma largura de banda agregada de 160 GHz, exibindo uma taxa de dados de até 4,3 Gbps por usuário (capacidade agregada de 240,0 Gbps considerando uma banda de comprimento de onda de 200 GHz). com uma alta sensibilidade do receptor de –35 dBm.

Conceito de upstream FDM sincronizado com frequência óptica e de relógio para aplicações de tempo crítico. a, Um pente de frequência de largura de banda estreita gerado na nuvem de borda, referenciado a um relógio de origem dentro de um data center de borda. b, pente de frequência filtrado enviado de uma nuvem de borda ou terminal de linha óptica para os usuários. c, sinais FDM a montante; cada comprimento de onda do usuário é bloqueado em um tom selecionado no pente de frequência distribuída, formando um sinal óptico de ampla largura de banda que é detectado por um único receptor coerente. d, Diferentes bandas WDM (por exemplo, largura de banda de 100–200 GHz) cobrem diferentes redes de fibra dividida passiva. As cores azul, verde e vermelho indicam as diferentes bandas WDM. e, Aplicações exemplares de tempo crítico, incluindo sistema de tráfego cooperativo e VR. Zhou et al.

O método de multiplexação referenciada por frequência poderia fornecer mais de 20 vezes a capacidade das melhores redes de banda larga de fibra completa disponíveis e 65 vezes a velocidade da banda larga doméstica típica atual do Reino Unido, juntamente com uma conexão quase garantida e baixa latência.

As redes de telecomunicações são fundamentais para o funcionamento da Internet – são o equivalente digital das estradas que transportam os dados que nos ligam à Nuvem. As melhores redes utilizam cabos de fibra óptica para transmitir e receber informações. Para a nova banda larga totalmente de fibra que está sendo lançada em todo o Reino Unido, a multiplexação por divisão de tempo (TDM) é a tecnologia mais comum usada para gerenciar o tráfego, que combina os dados de vários usuários em um sinal. Cada usuário recebe intervalos de tempo curtos nos quais seus dados podem ser transferidos em pequenos pedaços, antes que os dados sejam remontados no destino.

O principal problema do TDM é que os dados de cada usuário precisam aguardar um intervalo de tempo antes de serem transmitidos pela fibra, como os carros que esperam até poder seguir em frente nos semáforos. Com a tecnologia atual, esta abordagem tem sido necessária para coordenar a transmissão através da fibra, mas isto também limita a capacidade de dados disponível e aumenta o tempo necessário para enviar dados através da rede.

Os serviços de banda larga de fibra completa mais rápidos disponíveis no Reino Unido oferecem velocidade de download de mais de um gigabit por segundo (Gb/s), geralmente com uma velocidade de upload muito mais lenta. A aceitação da banda larga de fibra completa aumentou dramaticamente nos últimos anos com a implantação de conexões de fibra óptica para residências e empresas em todo o país, mas para a maioria dos usuários de banda larga no Reino Unido, a parte final da linha que vai para suas casas continua sendo de cobre mais antiga e mais lenta. fiação.

Consequentemente, a velocidade média da banda larga no Reino Unido em setembro de 2022 era de apenas 65,3 megabits por segundo (Mb/s).