16.07.2021 Инновационная технология, разработанная исследователями из Японии, позволяет развивать невероятную скорость передачи данных посредством волоконно-оптической связи. Теперь она составляет 319 Тб/с. Это почти в два раза больше по отношению к прошлогоднему рекорду — 178 Тб/с. Для сравнения: самая быстрая оптоволоконная магистраль Министерства энергетики США работает на скорости 100 Гбит/с.
Основой передовой системы, предложенной японскими инженерами, служит лазер с частотной гребенкой, создающий больше пятисот каналов. Двойное лучепреломление меняет параметры сигналов. После этого они поступают внутрь волокна.
Внутри находятся стеклянные трубки — сердечники. Всего их четыре, вместо одного как в традиционных системах. Четырехжильное оптоволокно ничем не отличается от одножильного по диаметру. Конструктивное сходство позволяет надеяться, что инновационная система встроится в существующую оптоволоконную инфраструктуру без трудоемких изменений.
Для передачи большого объема данных исследователи применили малоиспользуемый пока третий диапазон. Протяженность оптоволоконного кабеля составляет 3 тысячи километров. Ее увеличения удалось добиться с помощью оптических усилителей, усиливающих оптическое излучение прямо.
Сначала данные 70 километров следуют по оптическому волокну. Затем они встречаются с оптическими усилителями. Это позволяет сохранять силу сигнала на больших расстояниях. Система оснащена двумя волоконными усилителями нового типа. Один из них содержит эрбий. Второй легирован тулием. Монокристаллы оксида эрбия и тулия давно и успешно используются при создании лазерных материалов и оптических волокон.
Далее следует этап рамановского усиления. Свет подходящей длины проходит в кварцевом волокне, вызывая взаимодействие ионов вещества с квантами пучка. Результат — переход электронов на возбужденные энергетические уровни. После этого последовательности сигналов отправляются в новый сегмент оптоволокна. Процесс повторяется, расстояние передачи данных увеличивается.
На данный момент перспективы развития новой технологии пока неизвестны. Однако есть информация о том, что японские специалисты уже представили научное обоснование своего открытия на Международной конференции по оптоволоконной связи.