رکورد جدید ژاپنی ها برای انتقال داده

جی پلاس، اگرچه فناوری‌های بی‌سیم پرسرعت مانند Wifi ۶E و 5G سرخط خبر‌های رسانه‌ها هستند، اما کابل‌های آنالوگ و نوری همچنان ستون فقرات اینترنت هستند. محققان ژاپنی به تازگی رکورد جدیدی را در انتقال داده فیبر نوری با تکنیکی که با زیرساخت‌های کابلی موجود سازگار است، ثبت کرده اند، به این صورت که پیاده سازی آن در دنیای واقعی کاملاً امکان پذیر است و فقط به تنظیمات آزمایشگاهی محدود نمی‌شود.

به نقل از گیزمودو، محققان مؤسسه ملی فناوری اطلاعات و ارتباطات ژاپن (NICT) با موفقیت داده‌ها را از یک کابل فیبر نوری چند هسته‌ای سفارشی با سرعت ۱.۰۲ پتابیت بر ثانیه در فاصله ۵۱.۷ کیلومتری ارسال کردند که معادل ارسال ۱۲۷۵۰۰ گیگابایت داده در هر ثانیه است. به گفته محققان این ظرفیت برای بیش از ۱۰ میلیون کانال پخش K۸ در هر ثانیه کافی است. این موضوع همچنین ۱۰۰۰۰۰ برابر سریعتر از نسل بعدی اتصالات پرسرعت گیگابیتی وعده داده شده است که اینترنتی با سرعت فوق العاده را برای کاربران خانگی فراهم می‌کند.

در دسامبر ۲۰۲۰، NICT در واقع اولین انتقال موفقیت آمیز ۱ پتابیت در ثانیه داده‌ها را از طریق کابل فیبر نوری با قطر استاندارد انجام داد و این در حالی است که بهبود سرعت به ۱.۰۲ پتابیت در ثانیه فقط یک سال و نیم بعد مطمئناً چشمگیر است.

در سال ۲۰۲۰، محققان NICT داده‌ها را به کابل فیبر نوری با یک هسته فرستادند، اما از یک تکنیک چند حالته استفاده کردند که در آن چندین سیگنال در طول انتقال با هم مخلوط می‌شدند. در مجموع ۱۵ "حالت" با هم روی فیبر فرستاده شد، و در حالی که دستاورد‌های سرعت چشمگیر بود، تکنیک چند حالته به سخت افزار خاصی برای بر هم زدن سیگنال‌ها و استخراج داده‌های قابل استفاده نیاز دارد، که نیازمند توسعه و استقرار مدار‌های مجتمع جدید است. شبکه و ارتقای گران قیمت، فروش آن را به ارائه دهندگان خدمات اینترنتی با وجود افزایش پهنای باند دشوارتر می‌کند.

این بار، محققان رویکرد سیگنال مختلط و چند حالته را کنار گذاشتند و در عوض انتقال را به تنها چهار "حالت" کاهش دادند که هر کدام یکی از چهار هسته را در داخل یک کابل فیبر نوری سفارشی با قطر استاندارد پایین آوردند، اما کابل چند هسته‌ای تنها نوآوری نبود که این انتقال داده رکورددار را ممکن کرد، بلکه به برخی از سیستم‌های تقویت نوری بسیار فنی و رویکرد‌های مدولاسیون سیگنال متکی بود.

در این باره محققان NICT توصیف می‌کنند: در این آزمایش، با گسترش پهنای باند تقویت رامان به باند S کامل و استفاده از تقویت‌کننده‌های فیبر دوپ‌شده با تولیوم (TDFA) برای تقویت‌کننده‌های فیبر باند S و باند L توسعه‌یافته (EDFA)، توانستیم از آن استفاده کنیم. یک طیف نوری رکورد ۲۰ THz با مجموع کانال‌های طول موج ۸۰۱ x ۲۵ گیگاهرتز، هر کدام با مدولاسیون QAM دو قطبی-۲۵۶ برای چگالی طیفی بالا در همه باند‌های طول موج استفاده شده اند.

مهمترین بخش این است که این موفقیت دوم متکی بر سخت افزار و تکنیک‌هایی است که کاملاً با سخت افزار فرستنده گیرنده معمولی که در حال حاضر در سراسر کشور وجود دارد سازگار است. کابل‌های فیبر نوری جدید باید نصب شوند، اما از آنجایی که محققان اندازه کابل چند هسته‌ای خود را به ابعاد استاندارد محدود کرده‌اند، کاملاً با زیرساخت‌های موجود سازگار است و هزینه‌های ارتقا را تا حد زیادی کاهش می‌دهد. با فراگیرتر شدن G۵ و با نزدیک شدن به G۶، تقاضای کشور‌ها برای داده همچنان با سرعت افزایش می‌یابد، اما نوآوری مانند این نوید می‌دهد که حداقل برای چند سال به ارائه دهندگان اینترنت شروع قابل توجهی بدهد.