Революционное оптоволокно устанавливает рекорд скорости передачи данных
Международная группа исследователей установила новый мировой рекорд скорости для оптического волокна промышленного стандарта толщиной с человеческий волос, содержащего 19 сердцевин.
Весь мировой интернет-трафик передается по оптическим волокнам толщиной 125 микрон, соединяющим континенты, центры обработки данных, вышки мобильной связи, наземные станции спутниковой связи и, конечно же, наши дома и предприятия. Чтобы обеспечить некоторый контекст, нужно сказать, что толщина обычного человеческого волоса составляет 120 микрон.
Теперь исследователи из Австралии, Японии, Италии и Нидерландов использовали оптическое волокно, содержащее новаторские 19 жил, каждая из которых несет сигнал для передачи данных со скоростью 1,7 петабит в секунду (Пбит/с) по кабелю длиной 67 км. Это эквивалентно более чем 10 миллионам быстрых домашних интернет-соединений, работающих на полную мощность.
Хотя технически это не самая высокая скорость передачи данных из когда-либо зарегистрированных — скандинавские ученые зафиксировали 1,84 Пбит/с в 2022 году — эта технология намного ближе к внедрению.
«Десятилетия исследований в области оптики по всему миру позволили отрасли передавать все больше и больше данных по одиночным волокнам, — сказал Саймон Гросс из Университета Маккуори в Сиднее. «Они использовали разные цвета, разные поляризации, когерентность света и многие другие приемы для управления светом».
Ключом к сверхскоростной передаче является стеклянный чип, используемый в волокне. Разработанный Университетом Маккуори, он соответствует мировому стандарту размера волокна, гарантируя, что его можно будет внедрить, не требуя значительных изменений инфраструктуры.
«Мы создали компактный стеклянный чип с волноводным рисунком, выгравированным на нем с помощью технологии 3D-лазерной печати, — сказал Гросс. «Это позволяет подавать сигналы в 19 отдельных жил волокна с равномерными низкими потерями. Другие подходы ограничены количеством ядер и приводят к потере слишком большого количества света, что снижает эффективность системы передачи».
Большинство современных оптических волокон имеют одну сердцевину, по которой передаются несколько световых сигналов, а это означает, что ее скорость ограничена несколькими терабитами в секунду из-за интерференции между сигналами.
Хотя толщину существующих волокон можно увеличить, их изменение сделает волокна менее гибким и более дорогостоящими.
«Мы могли бы увеличить пропускную способность, используя более толстые волокна», — сказал Саймон Гросс. «Но более толстые волокна будут менее гибкими, более хрупкими, менее подходящими для кабелей большой протяженности и потребуют масштабного реинжиниринга волоконно-оптической инфраструктуры. Мы могли бы просто добавить больше волокон. Но каждое волокно увеличивает накладные расходы и затраты на оборудование, и нам потребуется гораздо больше волокон».
Исследователи говорят, что их кабель предлагает отличное решение для обеспечения большего потока данных при меньших затратах. Они также считают, что 19-жильное волокно найдет применение в различных областях.
«Основная запатентованная технология имеет множество применений, включая поиск планет, вращающихся вокруг далеких звезд, обнаружение болезней и даже выявление повреждений канализационных труб», — говорят ученые.
Выводы исследователей были представлены на 46-й конференции по оптоволоконной связи.