1 000 000 Гбит/с на 1800 км: японцы установили рекорд скорости передачи данных по почти обычному оптоволокну

Загрузка пяти тысяч фильмов в разрешении 4K всего за секунду — звучит как фантастика, но группе японских учёных удалось добиться примерно такого результата. Для этого им потребовалось специально разработанное оптическое волокно, которое не толще повсеместно используемого сегодня.

Японские учёные установили мировой рекорд, передав 1,02 петабита (1,02 × 10⁶ Гбит или 127,5 Гбайт) данных за секунду на расстояние 1808 км с помощью специального 19-жильного оптического волокна. Авторы проекта отмечают, что созданная ими технология поможет подготовить современные сети к будущему — к росту трафика из-за искусственного интеллекта, связи 6G, интернета вещей и других решений. Инженеры долгие годы пытаются увеличить объёмы данных, которые могут передаваться по оптоволокну. Им удавалось выходить на петабиты в секунду, но только на коротких дистанциях — менее 1000 км. Передача на большие расстояния всегда была сложной задачей, поскольку по мере продвижения сигнал ослабевает, а усиливать его на многожильном кабеле без создания помех затруднительно.

Создатели новой технологии решили эту проблему, разработав особый тип 19-жильного оптоволокна. Это как заменить однополосную дорогу 19-полосной магистралью в волокне толщиной 0,125 мм — именно такой диаметр используется в существующей инфраструктуре. Данные передаются независимо по каждой жиле, а на кабеле в целом формируется огромный поток данных. Потребовалась интеллектуальная система усиления — оно должно осуществляться на всех жилах одновременно и сразу в C- и L-диапазонах. В системе применялась комбинация усилителей, работающих со всеми 19 жилами, не смешивая сигналы. Учёные соорудили 19 рециркуляционных контуров, на каждом из которых использовалась одна волоконная жила, и пропустили через них сигналы 21 раз, имитируя общее расстояние в 1808 км. На выходе сигналы принимал 19-канальный приёмник, а цифровой процессор MIMO очищал их, удаляя помехи и рассчитывая скорость передачи данных.

В результате удалось добиться пропускной способности 1,02 Пбит/с на расстоянии 1808 км — это мировой рекорд для оптоволоконной связи с использованием волокон стандартного размера. Также был зафиксирован рекордный удельный показатель — 1,86 Эбит/с на 1 км, характеризующий производительность волоконной системы. Ранее учёным удалось достичь скорости 1,7 Пбит/с на 19-жильном оптоволоконном кабеле предыдущего поколения, но на относительно коротком расстоянии — 63,5 км. «В обществе после 5G ожидается взрывной рост объёма трафика данных из-за новых услуг связи, и требуется реализация передовой информационно-коммуникационной инфраструктуры», — отметили авторы проекта.

Источник