1.02 PB/s σε απόσταση 1800 χιλιομέτρων!

Ένα εντυπωσιακό τεχνολογικό επίτευγμα σημειώθηκε στην Ιαπωνία, καθώς ομάδα ερευνητών κατάφερε να μεταδώσει δεδομένα με ταχύτητα που ξεπερνά το 1.02 petabits ανά δευτερόλεπτο, καλύπτοντας απόσταση 1.808 χιλιομέτρων μέσω οπτικής ίνας. Το επίτευγμα αυτό δεν αποτελεί απλώς νέο παγκόσμιο ρεκόρ, αλλά και σημαντική ένδειξη για το μέλλον των τηλεπικοινωνιών, καθώς υπόσχεται να αντιμετωπίσει τις αυξανόμενες ανάγκες δεδομένων που δημιουργούνται από τεχνολογίες όπως η τεχνητή νοημοσύνη, τα αυτόνομα οχήματα και η εικονική πραγματικότητα.

Το υφιστάμενο δίκτυο οπτικών ινών αδυνατεί να ανταποκριθεί στις μελλοντικές απαιτήσεις, ιδιαίτερα με την έλευση των δικτύων 6G, την εξάπλωση του Internet of Things και τις απαιτήσεις των υπηρεσιών σε πραγματικό χρόνο. Η ιαπωνική ομάδα ανέπτυξε μια καινοτόμο μορφή οπτικής ίνας, η οποία περιλαμβάνει 19 συνδεδεμένους πυρήνες (cores), λειτουργώντας ως 19 παράλληλα μονοπάτια μετάδοσης σημάτων μέσα από μία μόνο ίνα. Εντυπωσιακό είναι το γεγονός ότι η διάμετρος της ίνας παραμένει στα μόλις 0.125 χιλιοστά, δηλαδή είναι ίδια με τις συμβατικές ίνες που χρησιμοποιούνται ήδη παγκοσμίως, καθιστώντας την τεχνολογία άμεσα συμβατή με την υπάρχουσα υποδομή.

Πέρα όμως από την καινοτομία στην αρχιτεκτονική της ίνας, η ερευνητική ομάδα χρειάστηκε να ξεπεράσει και ένα σημαντικό τεχνικό εμπόδιο: την ενίσχυση του σήματος. Καθώς το σήμα εξασθενεί όσο ταξιδεύει σε μεγάλες αποστάσεις, κάθε πυρήνας απαιτούσε ξεχωριστή ενίσχυση σε δύο ζώνες συχνοτήτων, την C-band και την L-band. Για τον σκοπό αυτό, αναπτύχθηκε ένα εξελιγμένο σύστημα οπτικών ενισχυτών, το οποίο εξασφάλισε ότι τα 19 κανάλια λειτουργούσαν παράλληλα χωρίς παρεμβολές ή απώλειες.

Η αντοχή του συστήματος δοκιμάστηκε μέσω μιας πρωτότυπης προσέγγισης: τα σήματα κυκλοφόρησαν επανειλημμένα μέσα σε 19 δακτυλίους ανακυκλοφορίας, 21 φορές συνολικά, ώστε να προσομοιωθεί η μετάδοση σε απόσταση 1.808 χιλιομέτρων. Στο τέλος της διαδρομής, ένας εξειδικευμένος δέκτης συνέλεξε τα δεδομένα και ψηφιακός επεξεργαστής απομόνωσε τα σήματα από θόρυβο και παρεμβολές.

Το αποτέλεσμα ήταν διπλά εντυπωσιακό. Όχι μόνο επιτεύχθηκε μετάδοση άνω του ενός petabit ανά δευτερόλεπτο, αλλά σημειώθηκε και νέο ρεκόρ «χωρητικότητας (bandwidth) ανά χιλιόμετρο», με απόδοση 1,86 exabit το δευτερόλεπτο ανά χιλιόμετρο, η υψηλότερη που έχει καταγραφεί μέχρι σήμερα. Πρόκειται για μέγεθος που ξεπερνά κατά πολύ τις δυνατότητες των υπαρχόντων εμπορικών συστημάτων.

Αν και η τεχνολογία αυτή δεν είναι ακόμη έτοιμη για άμεση εμπορική χρήση, η συμβατότητα της με τις υφιστάμενες υποδομές την καθιστά ιδιαίτερα ελκυστική για μελλοντική εφαρμογή σε μεγάλης κλίμακας δίκτυα. Η δυνατότητα αντικατάστασης των υφιστάμενων ινών χωρίς ριζικές αλλαγές στις εγκαταστάσεις υπόσχεται σημαντική μείωση κόστους και απλοποίηση της διαδικασίας μετάβασης.

Αξιοσημείωτο είναι ότι αντίστοιχες οπτικές ίνες με 19 πυρήνες έχουν ξαναχρησιμοποιηθεί σε πειραματικές εφαρμογές, όμως μέχρι τώρα η μετάδοση περιοριζόταν σε πολύ μικρότερες αποστάσεις. Η υπέρβαση του φράγματος των 1.800 χιλιομέτρων σηματοδοτεί ένα ουσιαστικό τεχνολογικό άλμα, φέρνοντας την εποχή του υπερταχύτατου Internet πιο κοντά από ποτέ.

[via]