盤(pán)點(diǎn)通信領(lǐng)域一些有趣的電子世界記錄

世界紀錄挑戰者是一個(gè)家庭式產(chǎn)業(yè)，他們完全專(zhuān)注于世界紀錄的個(gè)人或機構。以電影《金剛》為例。它以一些想要以最快的時(shí)間擊敗原始的金剛街機的人為特色。更晦澀難懂的是貓騎滑板最長(cháng)的次數，用小提琴向后騎自行車(chē)，以及臉上的蝸牛數量。你甚至還有 Ashrita “Mr. Versatility” Furman，他是擁有最多世界紀錄的人——目前超過(guò) 700 項。

這些都是有趣的新奇事物，令人心潮澎湃。然而，一些世界紀錄展示了人類(lèi)成就的巔峰，我說(shuō)的是電子世界。在正在進(jìn)行的系列文章中，我希望闡明其中的許多成就。其目的是用我們作為工程師所取得的成就來(lái)激勵、教育和（也許）讓人們感到驚訝。

在第一個(gè)這樣的展示中，我想看看地球和外星（而不是羅斯威爾類(lèi)型）的通信。

最高帶寬NICT

NICT 通過(guò) 31 英里的光纖網(wǎng)絡(luò )以 402 Tb/s 的速度傳輸數據。

阿斯頓大學(xué)和美國國家信息與通信技術(shù)研究所 （NICT） 創(chuàng )下了最高數據吞吐量的記錄。2024 年 6 月，該團隊通過(guò) 31 英里的光纖網(wǎng)絡(luò )傳輸數據，速度達到 402 Tb/s。這覆蓋了 37.6 THz（1,281.2 nm 至 1,649.9 nm）的帶寬，使用了標準光纖低損耗窗口的所有傳輸帶 （OESCLU）。

NICT 的系統部署了先進(jìn)的放大技術(shù)和多達 1,505 個(gè)通道的寬帶密集波分復用 （DWDM） 信號。為了實(shí)現高數據速率，他們使用了雙極化正交幅度調制 （DP-QAM），每個(gè)星座多達 256 個(gè)符號。

最長(cháng)的激光傳輸美國宇航局/噴氣推進(jìn)實(shí)驗室-加州理工學(xué)院

美國宇航局的 DSOC 從地球向 2.9 億英里外的 Psyche 宇宙飛船發(fā)送了一束激光。

2024 年 7 月 29 日，NASA 還創(chuàng )下了最遠距離激光通信的記錄。其深空光通信 （DSOC） 技術(shù)將激光信號從地球傳輸到 2.9 億英里外的 Psyche 宇宙飛船。然而，由于長(cháng)途旅行的信號丟失，這種情況發(fā)生在低速時(shí)。2024 年 6 月 24 日，它在傳輸超過(guò) 2.4 億英里的激光信號時(shí)保持了 6.25 Mb/s 的下行鏈路和 8.3 Mb/s 的峰值。

量子傳輸距離國家醫學(xué)圖書(shū)館Terra Quantum 在 1,060 英里的距離內傳輸量子密鑰。

Terra Quantum 保持著(zhù)超過(guò) 1060 英里的最長(cháng)量子密鑰分發(fā) （QKD） 的世界紀錄。該公司沒(méi)有提及遠距離傳輸了多少量子密鑰。他們使用標準光纖和光放大器，利用傳輸線(xiàn)上的多光子狀態(tài)，在長(cháng)距離上增強信號。Terra Quantum 還在發(fā)送方和接收方站點(diǎn)部署了量子解密和編碼硬件。該技術(shù)與現有的電信基礎設施兼容，因為它不需要特殊的量子中繼器。

這超過(guò)了 Terra Quantum 之前在 2023 年使用光纖電纜行駛 1,032 公里的記錄。當時(shí)，該公司以每秒 34 比特的速度傳輸數據，打破了之前每秒 0.0034 比特的記錄。

最遠距離的每日新紀錄美國宇航局/噴氣推進(jìn)實(shí)驗室-加州理工學(xué)院美國宇航局的旅行者 1 號航天器每天都創(chuàng )下最長(cháng)通信距離的新紀錄。

兩個(gè) Voyager 探測器仍在穿越太空，創(chuàng )造了最長(cháng)通信距離的新紀錄。信號需要 22.5 小時(shí)才能到達旅行者 1 號，因為探測器距離地球 167.34 天文單位（156 億英里）。與此同時(shí)，旅行者 2 號距離地球 140.32 天文單位（130 億英里）。信號需要 18.5 小時(shí)才能到達探頭。

最長(cháng)的 Wi-Fi 傳輸Scigola/Pixabay

Ermanno Pietrosemli 使用 Wi-Fi 802.11 標準在相距 237 英里的兩座山之間發(fā)送信號。

2007 年，Ermanno Pietrosemli 使用 802.11 標準創(chuàng )造了最長(cháng)的 Wi-Fi 信號傳輸記錄。它在委內瑞拉的兩座山之間行駛了 237 英里，在傳輸過(guò)程中達到了 3 Mb/s 的吞吐量。

2025 年 2 月，摩爾斯微公司使用 HaLow 技術(shù)創(chuàng )下了記錄，以 2 Mb/s 的速度在約書(shū)亞樹(shù)國家公園傳輸信號超過(guò) 10 英里。該公司使用了 MM6108-EKH01 評估套件，該套件具有 Raspberry Pi 4 和 MM6108-MF08651 Wi-Fi HaLow 參考模塊。該套件通過(guò) 1 dBi 低增益偶極子天線(xiàn)輸出 21 dBm。

最長(cháng)的 LoRaWAN 傳輸物聯(lián)網(wǎng)LoRaWAN 跟蹤器安裝在一艘漁船上，浮標將消息傳輸到位于加那利群島的網(wǎng)關(guān)。

2023 年 9 月，作為 Custodian 項目的一部分，LoRaWAN 消息傳輸的最長(cháng)距離設定為 830 英里。意法半導體的 LoRaWAN STEVAL-STRKT01 跟蹤器被放置在一艘漁船上，塞辛布拉海岸附近的浮標向加那利群島的一個(gè)網(wǎng)關(guān)發(fā)送消息。他們在海平面進(jìn)行了這個(gè)實(shí)驗，以減少與海拔相關(guān)的變量。

最大的無(wú)線(xiàn)數據速度IEEE的UCL 在 5 到 150 GHz 上以 938 Gb/s 的速度傳輸數據。

2024 年 10 月，UCL 工程師創(chuàng )造了無(wú)線(xiàn)數據傳輸速度的新紀錄，達到了 938 Gb/s。通過(guò)將高速電子設備與毫米波光子學(xué)相結合，他們的系統在 5 至 150 GHz 的前所未有的頻率范圍內傳輸數據，大大超越了標準無(wú)線(xiàn)系統。這一突破提高了帶寬，減少了擁塞，并實(shí)現了更快、更可靠的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。

最快的地球到軌道衛星數據傳輸美國宇航局/Dave RyanNASA 的 TBIRD 系統創(chuàng )造了從地球軌道衛星到地面站的最快數據傳輸的新記錄。

NASA 的 TBIRD（TeraByte InfraRed Delivery）搭載探路者技術(shù)演示器 3 （PTD-3），保持著(zhù)從地球軌道衛星到地面站的最快數據傳輸記錄。

2023 年 6 月，TBIRD 在 200 Gb/s 數據下行鏈路上，在 5 分鐘內下行傳輸了 4.8 TB 的無(wú)差錯數據。該系統使用紅外激光進(jìn)行數據傳輸，并具有自動(dòng)重復請求 （ARQ） 協(xié)議的專(zhuān)門(mén)版本，可在大氣層中實(shí)現無(wú)差錯的激光通信。這是一項重大成就，因為它提供的數據速率比地球上最好的互聯(lián)網(wǎng)快 100 倍，比衛星通信的射頻鏈路快 1,000 倍。

基于光學(xué)芯片的最快數據速度Corcoran 等人，N. Comms.，2020 年，CC By-SA

微梳芯片產(chǎn)生彩虹光，可在標準光纖中實(shí)現 40 Tb/s 的傳輸。

2020 年，來(lái)自莫納什大學(xué)、斯威本大學(xué)和皇家墨爾本理工大學(xué)的研究人員使用光學(xué)芯片實(shí)現了最快的互聯(lián)網(wǎng)數據速度，達到 44.2 Tb/s。該團隊沒(méi)有使用實(shí)驗室，而是在真實(shí)的通信基礎設施中對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行了負載測試。

他們首次在 RMIT 墨爾本市校區和莫納什大學(xué)克萊頓校區之間 47.59 英里的暗光纖范圍內安裝了微梳（80 激光器的替代設備）。微梳就像一道由數百臺高質(zhì)量紅外激光器組成的彩虹。一臺激光器用作獨立的通信通道。該團隊通過(guò)單個(gè)通道傳輸峰值數據，在 4 THz 帶寬上復制最大 Internet 流量。