Прорив у сфері оптичних технологій змістив межі можливого. Інженерам вдалося досягти швидкості передавання даних у 1,02 петабіт/с через волокно товщиною з людську волосину на відстань 1808 км. Це еквівалент завантаження кожного фільму на Netflix 30 разів – за секунду.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Досягнення стало можливим завдяки спільним зусиллям японського Національного інституту інформаційно-комунікаційних технологій (NICT) та компанії Sumitomo Electric Industries. В основі технології – 19-жильне оптичне волокно зі стандартним діаметром оболонки 0,125 мм, що ідеально підходить для впровадження у наявну інфраструктуру без потреби в дорогих оновленнях.
Кожна жила працює як окремий канал передачі, утворюючи щось на кшталт «19-смугового шосе» всередині одного волокна. Це дозволяє значно збільшити пропускну здатність без фізичного розширення кабелю.
Раніше багатожильні системи були ефективними лише на коротких дистанціях або вимагали спеціалізованих діапазонів хвиль. Нова конструкція підтримує стандартні телекомунікаційні C- і L-діапазони, зменшуючи втрати сигналу на 40% у порівнянні з попередніми розробками.
Ключовим компонентом експерименту стала система циркуляційних петель: сигнал проходив крізь 86,1 км волокна 21 раз, що дозволило імітувати передачу на реальні міжконтинентальні відстані – скажімо, між Берліном і Неаполем або між Саппоро і Фукуокою.
Для збереження якості сигналу на такій великій відстані було застосовано дводіапазонну систему підсилення – окремі підсилювачі для C- і L-діапазонів. Завдяки цьому вдалось одночасно передавати дані на 180 довжинах хвиль з використанням модуляції 16QAM – технології, яка дає змогу кодувати більше інформації в одному імпульсі.
На приймальному кінці працював 19-канальний детектор, який за допомогою алгоритмів MIMO (множинний вхід – множинний вихід) ефективно розділяв дані з різних жил. Це схоже на те, як в галасливій кімнаті вдається виділити окрему розмову серед 19 одночасних діалогів.
В основі цієї системи лежить цифровий сигнальний процесор, розроблений на основі десятирічних досліджень. Він одночасно витягує корисні дані та компенсує викривлення, накопичені на відстані понад 1800 км.
Це не перша перемога команди: у 2023 році вони досягли швидкості 1,7 петабіт/с, але лише на 63,5 км. Для порівняння, попередні розробки 4-жильних волокон давали 0,138 петабіт/с на відстані 12 345 км, хоча використовували менш придатний для широкого впровадження S-діапазон. 15-модові волокна показали погані результати на дистанціях понад 1000 км через значні спотворення.
19-жильне волокно має уніфіковану структуру, яка усуває проблеми попередніх рішень. Його добуток пропускної здатності на відстань становить 1,86 ексабіт/с*км – у 14 разів більше, ніж у кращих аналогів стандартного типу.
Ці результати були представлені як «найкраща робота після дедлайну» на конференції Optical Fiber Communication (OFC) 2025 у Сан-Франциско. І це дуже вчасно: за прогнозами, до 2030 року глобальний трафік даних зросте утричі.
Попри ще не вирішені завдання – зокрема підвищення ефективності підсилювачів і масштабування обробки MIMO для промислового впровадження – ця технологія виглядає життєздатним кандидатом на роль основи мереж петабітового масштабу.
Інженери Sumitomo зазначають, що існуючі виробничі лінії можна адаптувати для масового випуску 19-жильного волокна з мінімальними змінами. А дослідники з NICT вже тестують системи обробки сигналів на базі AI, що може ще більше прискорити передачу.
Із наближенням 6G та розвитком квантових обчислень, нове покоління волоконної оптики може стати не лише інфраструктурним фундаментом майбутнього Інтернету, а й нервовою системою гіперзв’язаної цивілізації.
Читайте також:
- Перший у світі потяг з вуглецевого волокна вийшов на лінію в Китаї
- RN FAQ: Пояснюємо за оптоволокно, Toslink, S/PDIF, CableExpert і не тільки