Нынешних скоростей передачи данных недостаточно для поддержки искусственного интеллекта, виртуальной реальности, Интернета вещей и других новых технологий. Однако, команда японских исследователей установила новый мировой рекорд, передавая 1,02 петабита (1,02 х 106 ГБ) данных в секунду на расстояние 1808 километров с помощью специального 19-жильного оптического волокна, которое не толще того, что мы используем сегодня.
Как сообщается, это достижение связано не только с более быстрым доступом в Интернет. В своем новом исследовании японские исследователи утверждают, что недавно разработанная ими оптоволоконная технология может помочь подготовить наши сети к будущему, в котором трафик данных будет стремительно расти благодаря искусственному интеллекту, 6G, Интернету вещей и не только.
В течение многих лет ученые пытались увеличить объем данных, которые могут передаваться по оптическим волокнам. Хотя раньше им удавалось передавать петабиты в секунду, они могли делать это только на короткие расстояния менее 1000 км. Передача данных на большие расстояния всегда была сложной задачей. Это связано с тем, что по мере прохождения сигнал ослабевает, и его усиление на многих волоконных жилах без создания помех является серьезной технической задачей. Авторы исследования решили эту проблему, разработав специальный тип оптического волокна — 19-жильное волокно, каждая жила которого передавала данные независимо, пропуская через себя огромное количество информации одновременно.
Исследователи также разработали интеллектуальную систему усиления. С учетом того, что оптические сигналы теряют силу по мере прохождения по волокну, для их усиления используются усилители. Однако здесь имеется одна загвоздка: поток по каждому волокну должен быть усилен одновременно и в двух разных диапазонах излучения (C-диапазоне и L-диапазоне). Как сообщается, команда японских исследователей создала систему, которая использовала комбинацию специальных усилителей, чтобы сделать это во всех 19 жилах без смешивания сигналов. Они установили 19 контуров рециркуляции, каждый из которых использовал одну жилу оптоволокна, и пропустили сигналы через них 21 раз, чтобы обеспечить передачу на общее расстояние в 1808 километров. В конце пути 19-канальный приемник улавливал сигналы, а цифровой процессор с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO) обрабатывал их, устраняя помехи и рассчитывая скорость передачи данных.
Как отмечают исследователи, результат был впечатляющим. Была достигнута общая пропускная способность в 1,02 петабита в секунду на протяжении 1808 км, что установило новый мировой рекорд для оптоволоконной связи с использованием волокон стандартного размера. Еще более впечатляющим является то, что соотношение пропускной способности и расстояния, являющееся ключевым показателем производительности оптоволокна, достигло 1,86 бит/сек.-км, что является самым высоким показателем за всю историю наблюдений.
Это не первый случай, когда 19-жильное оптическое волокно подвергается испытаниям. “Ранее скорость передачи по 19-жильному оптоволоконному кабелю со спаренными жилами была ограничена 1,7 петабитами в секунду на относительно небольшом расстоянии в 63,5 км”, - добавили авторы исследования. Однако это действительно первый случай, когда такая революционная технология преодолевает ограничения по расстоянию, передавая данные на расстояние более 1800 км.
По оценкам японских экспертов, этот успех может полностью изменить то, как мы создаем Интернет завтрашнего дня. По мере того как мир вступает в эпоху после 5G, с самоуправляемыми автомобилями, помощниками с искусственным интеллектом, виртуальной реальностью и миллиардами подключенных устройств, нам понадобятся огромные магистрали передачи данных, чтобы все работало без сбоев. “Ожидается, что в обществе, развивающемся после внедрения 5G, объем трафика данных резко возрастет благодаря новым услугам связи, и потребуется внедрение передовой информационно-коммуникационной инфраструктуры”, - добавили авторы исследования. Это исследование показывает, что можно создавать сверхскоростные оптоволоконные сети на большие расстояния без изменения размеров существующей инфраструктуры, что значительно упрощает развертывание в реальных условиях.