倫敦大學學院研究人員發(fā)明的新型光纖寬帶技術具有無與倫比的速度、容量和可靠性，可以為無人駕駛汽車和無人機等未來應用提供所需的連接。

這項研究于8月28日發(fā)表在《自然電子》雜志上，描述了稱為頻率參考復用的新型電信技術如何提供比現(xiàn)有最佳全光纖寬帶網(wǎng)絡高20倍的容量以及比當前典型英國家庭寬帶速度高65倍的技術。以及近乎保證的連接和低延遲。

【資料圖】

電信網(wǎng)絡對于互聯(lián)網(wǎng)的運行至關重要——它們相當于承載數(shù)據(jù)的道路，將我們連接到云。最好的網(wǎng)絡使用光纖電纜來傳輸和接收信息。對于在英國各地推出的新型全光纖寬帶，時分復用(TDM)是用于管理流量的最常用技術，它將多個用戶的數(shù)據(jù)組合成一個信號。每個用戶都被分配了短時隙，在數(shù)據(jù)在目的地重新組裝之前，他們的數(shù)據(jù)可以以小塊的形式傳輸。

TDM的關鍵問題是每個用戶的數(shù)據(jù)需要等待一個時隙才能通過光纖傳輸，就像汽車等待紅綠燈才能繼續(xù)行駛一樣。就目前的技術而言，這種方法對于協(xié)調(diào)通過光纖的傳輸是必要的，但這也限制了可用的數(shù)據(jù)容量并增加了通過網(wǎng)絡發(fā)送數(shù)據(jù)所需的時間。

英國最快的全光纖寬帶服務可提供每秒1千兆位(Gb/s)的下載速度，但上傳速度通常要慢得多。近年來，隨著光纖連接遍布全國各地的家庭和企業(yè)，全光纖寬帶的使用量急劇增加，但對于大多數(shù)英國寬帶用戶來說，進入其家庭的線路的最后部分仍然是較舊、速度較慢的銅纜接線。

因此，2022年9月英國的平均寬帶速度僅為65.3兆比特每秒(Mb/s)。

從流媒體點播娛樂的興起到自COVID-19大流行以來在家工作的人們使用視頻會議的增加，對更快的速度和更可靠的連接的需求也大幅增加。但未來的某些應用，例如無人駕駛汽車網(wǎng)絡，將需要更高的速度和近乎有保障的連接才能安全高效地運行。

在這項研究中，倫敦大學學院的研究人員開發(fā)了頻率參考復用技術，以克服TDM等當前方法的延遲和帶寬限制。

他們使用光學和時鐘頻率同步，通過頻率梳和信號處理技術實現(xiàn)，為每個用戶提供專用的光學通道。通過這種新方法，每個用戶都擁有自己專用車道的數(shù)字等效物，可以與云進行通信，而無需在紅綠燈處等待。作為概念驗證，他們建立了一個頻率參考復用系統(tǒng)，為最多64個用戶提供每用戶高達4.3Gb/s的速度(或所有用戶的聚合速度為240Gb/s)。

作者希望頻率參考復用能夠實現(xiàn)當前典型英國寬帶的20倍以上的容量和65倍以上的速度。由于用戶數(shù)據(jù)是并行發(fā)送和接收的，因此可以減少其他方法出現(xiàn)的延遲、功耗和容量問題。這有可能降低未來全光纖寬帶的成本，并提高每個云用戶的網(wǎng)絡可用性和速度。

該研究的資深作者、倫敦大學學院電子與電氣工程系副教授劉志新表示：“一些技術評論員預測，在不久的將來，無人駕駛汽車和無人機車隊的網(wǎng)絡將全部由云端控制。“電信基礎設施無法滿足此類進步，因此需要保證連接、最小延遲、同步時鐘和大幅提高的速度。我們的研究表明，頻率參考復用方法可以升級我們的光纖基礎設施，以滿足這些技術需求。”

“從短期來看，該技術有潛力以較低的基礎設施成本提供更好的家庭寬帶服務。”