Поточних швидкостей передачі даних недостатньо для підтримки штучного інтелекту, віртуальної реальності, Інтернету речей та різних інших нових технологій. Ось приголомшливе рішення. Уявіть собі, що ви завантажуєте 10 000 фільмів у форматі 4K лише за секунду. Команда японських дослідників досягла такої вражаючої швидкості інтернету, використовуючи спеціально розроблене оптичне волокно, яке не товще за те, що ми використовуємо сьогодні.
Дослідники встановили новий світовий рекорд, передавши 1,02 петабіт (1,02×10⁶ ГБ ) даних за секунду на відстань 1808 кілометрів (~1118 миль) за допомогою спеціального з’єднаного 19-жильного оптичного волокна. Однак це досягнення стосується не лише швидшого інтернету.
У своєму новому дослідженні дослідники стверджують, що їхня нещодавно розроблена технологія оптичного волокна може допомогти нам підготувати наші мережі до майбутнього, де трафік даних стрімко зросте завдяки штучному інтелекту, 6G, Інтернету речей та не тільки.
Наука про шалену швидкість інтернету
Роками вчені намагалися збільшити обсяг даних, які можуть передаватись через оптичні волокна. Хоча їм і вдавалося передавати петабіт за секунду раніше, вони могли робити це лише на коротких відстанях (менше 1000 км або 621 милі).
Передача сигналу на великі відстані завжди була складною. Це пояснюється тим, що сигнал слабшає під час поширення, а його посилення по багатьох жилах оптоволоконного волокна без створення перешкод є серйозною технічною проблемою. Автори дослідження вирішили цю проблему, розробивши спеціальний тип оптичного волокна — 19-жильне волокно.
Уявіть собі це як заміну односмугової дороги 19-смуговою супермагістраллю, все це об’єднано в оптоволокно товщиною всього 0,125 мм, такого ж розміру, як в існуючій інфраструктурі. Кожне ядро передавало дані незалежно, і разом вони дозволяли величезній кількості інформації передавати одночасно. Дослідники також розробили інтелектуальну систему посилення. Оптичні сигнали втрачають силу під час руху вздовж волокна, тому для їх посилення використовуються підсилювачі. Однак є один нюанс: кожне ядро мало посилюватися одночасно та у двох різних діапазонах світла (C-діапазон та L-діапазон).
Команда створила систему, яка використовувала комбінацію спеціальних підсилювачів для цього у всіх 19 ядрах без змішування сигналів. Вони створили 19 рециркуляційних петель, кожна з яких використовувала одне ядро волокна, і пропустили сигнали через них 21 раз, щоб імітувати загальну відстань 1808 кілометрів. В кінці шляху 19-канальний приймач вловлював сигнали, а цифровий процесор на основі багатовхідної та багатовихідної технології (MIMO) очищав їх, видаляючи перешкоди та розраховуючи швидкість передачі даних.
Результат був вражаючим. Було досягнуто загальної пропускної здатності 1,02 петабіт/с на відстані 1808 км, що встановило новий світовий рекорд оптичного зв’язку з використанням волокон стандартного розміру. Ще більш вражаючим було те, що добуток пропускної здатності на відстань, ключовий показник продуктивності оптоволоконного волокна, досяг 1,86 ексабіт/с/км, що є найвищим показником за всю історію спостережень.
Потужна та практична технологія оптоволоконного волокна
Це не перший випадок випробування 19-жильного оптичного волокна. «Передача даних за попереднім поколінням 19-жильного волокна зі зв’язаними сердечниками була обмежена 1,7 петабітами на секунду на відносно короткій відстані 63,5 км», – додали автори дослідження.
Однак, це справді перший випадок, коли ця революційна технологія подолала обмеження відстані, передаючи дані на понад 1800 км. Цей успіх може повністю змінити те, як ми будуємо інтернет майбутнього. Оскільки світ переходить в еру після 5G, з безпілотними автомобілями, помічниками зі штучним інтелектом, віртуальною реальністю в реальному часі та мільярдами підключених пристроїв, нам знадобляться величезні магістралі даних, щоб усе працювало.
«У суспільстві після 5G очікується вибухове зростання обсягу трафіку даних завдяки новим комунікаційним послугам, і необхідна реалізація передової інформаційно-комунікаційної інфраструктури», – додали автори дослідження.
