Cercetările privind noi tipuri de fibre optice și sisteme de transmisie optică care depășesc limitele transmisiei convenționale sunt continuate în mod activ în întreaga lume. Un exemplu de astfel de fibre este reprezentat de fibrele optice cu mai multe fire în interior numite miez, care împart un înveliș comun pentru a multiplica rata de transmisie a datelor.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Un salt tehnologic în domeniul fibrelor optice a spulberat limitările anterioare, realizând ceea ce experții considerau odată imposibil: transmiterea de date la 1,02 petabiți pe secundă – suficient pentru a descărca de 30 de ori fiecare film de pe Netflix – pe o distanță de 1 808 kilometri, folosind o singură fibră care nu este mai groasă decât un fir de păr uman, relatează Techspot.
În centrul acestei descoperiri – realizată de Institutul Național de Tehnologie a Informației și Comunicațiilor (NICT) din Japonia și Sumitomo Electric Industries – se află o fibră optică cu 19 fire interioare numite miez, cu un diametru standard al învelișului de 0,125 mm, concepută pentru a se integra fără restricții de dimensiune în infrastructura existentă și a elimina necesitatea unor modernizări costisitoare.
Fiecare miez acționează ca un canal de date independent, formând împreună o „autostradă cu 19 benzi” în același spațiu ca și fibrele tradiționale cu un singur miez.
Spre deosebire de modelele anterioare cu mai mulți miezi, limitate la distanțe scurte sau la benzi de lungimi de undă specializate, această fibră funcționează eficient în benzile C și L (standarde comerciale utilizate la nivel mondial) datorită unui aranjament al miezului care reduce pierderea semnalului cu 40% în comparație cu modelele anterioare.
Succesul experimentului s-a bazat pe un sistem complex în buclă. Semnalele au parcurs un segment de fibră de 86,1 kilometri de 21 de ori, simulând o călătorie intercontinentală echivalentă cu o legătură între Berlin și Napoli.
Pentru a menține integritatea pe această distanță, cercetătorii au implementat un sistem de amplificare optică dual-band, care cuprinde dispozitive separate care amplifică semnalele în benzile C și L. Acest lucru a permis ca 180 de lungimi de undă distincte să transporte simultan date utilizând modularea 16QAM, o metodă care include mai multe informații în fiecare impuls.
La capătul de recepție, un detector cu 19 canale, asociat cu procesarea avansată MIMO (multiple-input multiple-output), a disecat interferențele dintre miezi.
Acest procesor de semnal digital, care utilizează algoritmi dezvoltați pe parcursul unui deceniu de cercetare în domeniul nucleelor multiple, a extras date utilizabile la viteze fără precedent, corectând în același timp distorsiunile acumulate pe o distanță de 1 808 km.
Această realizare încununează ani de progrese progresive. În 2023, aceeași echipă a obținut 1,7 petabiți pe secundă, dar numai pe 63,5 km. Eforturile anterioare, care utilizau fibre cu 4 miezi, au atins 0,138 petabiți pe o distanță de 12 345 km prin utilizarea benzii S, mai puțin practică, în timp ce fibrele cu 15 moduri s-au confruntat cu distorsiuni ale semnalului dincolo de 1 001 km din cauza caracteristicilor de propagare nepotrivite.
Designul uniform al miezului noii fibre cu 19 miezi evită aceste probleme.
Atunci când este convertit în produsul dintre capacitatea de transmisie și distanță, care este o măsură obișnuită a capacității de transmisie, acesta este de 1,86 exabiți pe secundă pe kilometru, ceea ce reprezintă un record mondial de 14 ori mai mare decât recordurile anterioare pentru fibrele optice cu diametru standard.
Studiul care a rezumat acest experiment, a fost desemnat ca cea mai bine cotată lucrare la OFC (Optical Fiber Communication Conference) 2025 din San Francisco, și vine în contextul în care se estimează că traficul global de date se va tripla până în 2030.
Deși există încă provocări, cum ar fi optimizarea eficienței amplificatorului și scalarea procesării MIMO pentru utilizarea în lumea reală, tehnologia oferă o cale viabilă către rețele la scară petabit. Cercetătorii își propun să rafineze tehnicile de producție pentru implementarea în masă, ceea ce ar amplifica considerabil capacitatea cablurilor transoceanice.
Inginerii de la Sumitomo Electric, care au proiectat arhitectura fibrei optice, observă că liniile de producție existente se pot adapta pentru a produce modelul cu 19 miezi cu o retehnologizare minimă.
Între timp, echipa NICT explorează procesarea semnalului bazată pe inteligența artificială pentru a crește și mai mult viteza. Pe măsură ce 6G și calculul cuantic se apropie, această descoperire poziționează fibra optică nu doar ca o coloană vertebrală pentru internetul de mâine, ci ca sistemul nervos central al unei infrastructuri planetare hiperconectate.
