Ученые давно стремятся увеличить пропускную способность оптоволоконных сетей. Им уже удавалось передавать петабиты данных в секунду, но лишь на ограниченные расстояния — до тысячи километров. Проблема в том, что сигнал со временем затухает, а усиление сразу в нескольких волокнах вызывает помехи. Авторы нового исследования нашли решение — оптоволокно с 19 сердцевинами. Это как заменить однополосную дорогу на 19-полосную автомагистраль, только все это умещается в стандартное волокно толщиной 0,125 мм. Каждое ядро передает данные независимо, а вместе они обеспечивают передачу огромного объема информации.
Ученые также создали умную систему усиления сигнала, чтобы оптические сигналы не слабели, проходя через волокно. Сложность заключалась в том, что усиливать нужно было одновременно все 19 сердцевин и при этом в двух разных световых диапазонах — C и L.
Разработанная исследователями технология одновременно усиливала сигналы во всех 19 волокнах, не смешивая их. Команда создала 19 замкнутых контуров, по одному на каждое волокно, и пропустила сигналы через них 21 раз, имитируя передачу на расстояние в 1808 км. В конце этого пути 19-канальный приемник принял сигналы, а специальный цифровой процессор на основе технологии MIMO очистил их от помех и определил скорость передачи данных.
В результате была достигнута общая пропускная способность в 1,02 петабита в секунду. Это стало новым мировым рекордом в области оптической волоконной связи с использованием оптоволоконных кабелей стандартного размера. Также установлен рекорд по производительности передачи, измеряемый как произведение пропускной способности на расстояние, — 1,86 экзабит на секунду-километр.
Это не первое применение оптоволокна с 19 сердцевинами. Ранее передача данных по такому волокну достигала 1,7 петабита в секунду, но лишь на 63,5 км. Однако нынешнее достижение впервые позволило передать информацию на расстояние более 1800 км, что может кардинально изменить будущее интернета.
Исследование демонстрирует возможность создания сверхбыстрых и протяженных оптоволоконных сетей без необходимости менять размеры существующей инфраструктуры, что упрощает их внедрение. Однако, когда эта технология будет применяться на практике, пока неизвестно.
