دانشمندان رکورد سرعت فیبر نوری را شکستند؛ ۳۰۱ ترابیت در ثانیه!

سرعت داده فیبر نوری که دانشمندان به آن دست یافته اند 1.2 میلیون برابر سریعتر از اتصال پهن باند خانگی شما است.

به گزارش سرگرمی روز، دانشمندان با استفاده از کابل های فیبر نوری موجود به سرعت 301 ترابیت در ثانیه دست یافتند که معادل انتقال 1800 فیلم 4K از طریق اینترنت در یک ثانیه است. در واقع، با استفاده از یک باند انتقال ناپایدار برای اولین بار، آنها به نرخ داده فیبر نوری 1.2 میلیون برابر سریعتر از متوسط ​​خط پهن باند ثابت دست یافته اند. طبق Speed ​​Test، متوسط ​​سرعت پهنای باند ثابت در ایالات متحده 242.38 مگابیت بر ثانیه (Mbps) است.

آنها با ارسال نور مادون قرمز از طریق رشته هایی از لوله های شیشه ای به این سرعت شگفت انگیز دست یافتند. اما با استفاده از دستگاه های جدید و هدفمند، از باند فرکانسی به نام «E-band» استفاده کردند که هرگز در سیستم های تجاری استفاده نشده بود. نتایج این آزمایش که با استفاده از کابل‌های فیبر نوری از قبل در زمین گذاشته شده بود، در ماه مارس توسط موسسه مهندسی و فناوری (IET) منتشر شد. تیمی از دانشمندان این تحقیق را در کنفرانس اروپایی ارتباطات نوری (ECOC) در گلاسکو در اکتبر 2023 ارائه کردند.

همه پیوندهای نوری تجاری داده ها را از طریق کابل ها در باند C و باند L مادون قرمز در طیف الکترومغناطیسی با یک منطقه مادون قرمز خاص که برای اتصالات اینترنتی استفاده می شود که محدوده 1260 تا 1675 نانومتری (nm) را اشغال می کند، منتقل می کنند. البته باید بدانید که نور مرئی طول موج هایی بین 400 تا 700 نانومتر در طیف را اشغال می کند.

باند C و باند L، که بین 1530 نانومتر تا 1625 نانومتر هستند، معمولاً در اتصالات تجاری استفاده می شوند، زیرا پایدارترین آنها هستند، به این معنی که کمترین مقدار داده در طول انتقال از بین می رود. اما دانشمندان حدس می زنند که روزی حجم عظیم ترافیک بر هر دو خط غلبه خواهد کرد، به این معنی که خطوط انتقال اضافی برای افزایش ظرفیت مورد نیاز خواهد بود.

باند S که در مجاورت باند C قرار دارد و محدوده ای از 1460 نانومتر تا 1530 نانومتر را اشغال می کند، به صورت تجاری در ترکیب با دو باند دیگر در سیستمی به نام مالتی پلکسی تقسیم طول موج (WDM) استفاده می شود که در آن و سه محدوده برای رسیدن به سرعت های بسیار بالاتر استفاده می شود. با این حال، دانشمندان هرگز نتوانسته‌اند اتصالات باند E را بازتولید کنند، زیرا از دست دادن داده در این منطقه به نرخ‌های بسیار بالایی می‌رسد، تقریباً پنج برابر بیشتر از نرخ تلفات انتقال در مناطق باند C و L.

به طور خاص، کابل‌های فیبر نوری در معرض مولکول‌های هیدروکسیل (OH) قرار می‌گیرند که می‌توانند اتصالات را از طریق تولید یا به طور طبیعی در محیط تخریب کنند. باند E به دلیل تلفات انتقال زیاد ناشی از جذب نور مادون قرمز توسط مولکول‌های OH در این ناحیه، باند «اوج آب» نامیده می‌شود.

در تحقیقات جدید، دانشمندان سیستمی را توسعه داده اند که انتقال باند E پایدار را امکان پذیر می کند. آنها انتقال داده با سرعت بالا موفق و پایدار را با استفاده از باند E و باند S مجاور نشان دادند. برای حفظ یک اتصال پایدار در این ناحیه از طیف الکترومغناطیسی، محققان دو دستگاه جدید به نام‌های «تقویت‌کننده‌های نوری» و «اکولایزرهای نوری» ساخته‌اند.

اولی به تقویت سیگنال در فواصل زمانی کمک می کند، در حالی که دومی هر کانال طول موج را نظارت می کند و دامنه را در صورت نیاز تنظیم می کند. آنها آنها را در کابل های فیبر نوری مستقر کردند تا انتقال داده های مادون قرمز را بدون بی ثباتی و از دست دادنی که معمولاً اتصالات در این باندها را آزار می دهد، فراهم کنند.

باند S که در مجاورت باند C قرار دارد و محدوده 1460 نانومتر تا 1530 نانومتر را اشغال می کند، به صورت تجاری در ترکیب با دو باند دیگر در سیستمی به نام مالتی پلکسی تقسیم طول موج (WDM) استفاده می شود که در آن از هر سه باند برای رسیدن استفاده می شود. سرعت های بسیار بالاتر

با این حال، دانشمندان هرگز نتوانسته‌اند اتصالات باند E را بازتولید کنند، زیرا از دست دادن داده در این منطقه به نرخ‌های بسیار بالایی می‌رسد، تقریباً پنج برابر بیشتر از نرخ تلفات انتقال در مناطق باند C و L.

کابل‌های فیبر نوری به‌ویژه در معرض مولکول‌های هیدروکسیل (OH) قرار می‌گیرند که می‌توانند وارد لوله‌ها شده و اتصالات را از طریق ساخت یا به طور طبیعی در محیط قطع کنند. باند E به دلیل تلفات انتقال زیاد ناشی از جذب نور مادون قرمز توسط مولکول های OH در این ناحیه، نوار پیک آب نامیده می شود.

در تحقیقات جدید، دانشمندان سیستمی را توسعه داده اند که انتقال باند E پایدار را امکان پذیر می کند. آنها با استفاده از باند E و باند S مجاور، انتقال داده با سرعت بالا و موفق و پایدار را فعال کردند. برای حفظ یک اتصال پایدار در این ناحیه از طیف الکترومغناطیسی، محققان دو دستگاه جدید به نام‌های «تقویت‌کننده‌های نوری» و «اکولایزرهای نوری» ساخته‌اند.

اولی به تقویت سیگنال در فواصل زمانی کمک می کند، در حالی که دومی هر کانال طول موج را نظارت می کند و دامنه را در صورت نیاز تنظیم می کند. دانشمندان آن‌ها را در کابل‌های فیبر نوری مستقر کردند تا انتقال داده‌های مادون قرمز را بدون بی‌ثباتی و از دست دادنی که معمولاً اتصالات در این باندها را تهدید می‌کند، فراهم کنند.