دانشمندان رکورد سرعت فیبر نوری را شکستند/ 301 ترابیت در ثانیه!

تینا مزدکی: دانشمندان به سرعت 301 ترابیت در ثانیه، معادل انتقال 1800 فیلم 4K از طریق اینترنت در یک ثانیه با استفاده از کابل های فیبر نوری موجود، دست یافتند. در واقع آن ها با استفاده از یک باند انتقال ناپایدار برای اولین بار، به سرعت انتقال 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.

آن ها با ارسال نور مادون قرمز از طریق رشته های لوله ای شیشه ای به این سرعت سرسام آور دست یافتند. اما آنها با استفاده از دستگاه های جدید و سفارشی ساخته شده، از یک باند طیفی به نام «E-band» استفاده کردند که هرگز در سیستم های تجاری استفاده نشده است. نتیجه این آزمایش که با استفاده از کابل های فیبری که قبلاً روی زمین گذاشته شده بود، انجام شد در ماه مارس توسط موسسه مهندسی و فناوری (IET) منتشر شد. تیم دانشمندان این تحقیق را در کنفرانس اروپایی ارتباطات نوری (ECOC) در گلاسکو در اکتبر 2023 ارایه کردند.

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

باند C و باند L که بین 1530 نانومتر تا 1625 نانومتر است معمولاً در اتصالات تجاری استفاده می شوند زیرا پایدارترین آن ها 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 منجر به شلوغ شدن این دو باند می شود، این به این معنی است که برای افزایش ظرفیت به نوارهای انتقال اضافی نیاز است.

باند S که در مجاورت باند C قرار دارد و محدوده 1460 نانومتر تا 1530 نانومتر را اشغال می کند، در حالت تجاری در ترکیب با دو باند دیگر در سیستمی به نام مالتی پلکسی تقسیم طول موج (WDM) استفاده شده است که در آن هر سه مورد از باندها برای رسیدن به سرعت های بسیار بالاتر استفاده می شود. با این حال، دانشمندان هرگز نتوانسته اند اتصالات باند E را تقلید کنند، زیرا از دست دادن داده در این منطقه به سطوح بسیار بالایی می رسد که تقریباً پنج برابر نرخ از دست دادن انتقال در مناطق باند C و باند L است.

به طور خاص، کابل های فیبر نوری در معرض قرار گرفتن در مولکول های هیدروکسیل (OH) هستند که می تواند اتصالات را از طریق تولید یا به طور طبیعی در محیط مختل کنند. E-band باند “اوج آب” نامیده می شود زیرا تلفات انتقال بسیار زیاد به دلیل جذب مولکول های OH توسط نور مادون قرمز در این ناحیه ایجاد می شود.

در تحقیقات جدید، دانشمندان سیستمی ساختند که انتقال باند E پایدار را ممکن می سازد. آنها با استفاده از باند E و باند S مجاور، انتقال داده موفق و پایدار را با سرعت بالا نشان دادند. برای حفظ یک اتصال پایدار در این ناحیه از طیف الکترومغناطیسی، محققان دو دستگاه جدید به نام های «تقویت کننده های نوری» و «اکولایزرهای بهره نوری» ایجاد کردند.

اولی به تقویت سیگنال در فواصل 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 از انتقال داده های نور مادون قرمز بدون بی ثباتی و از دست دادن که معمولاً اتصالات در این باندها را آزار می دهد اطمینان حاصل کنند.

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

با این حال، دانشمندان هرگز نتوانسته اند اتصالات باند E را تقلید کنند، زیرا از دست دادن داده در این منطقه به سطوح بسیار بالایی می رسد که تقریباً پنج برابر نرخ از دست دادن انتقال در مناطق باند C و باند L است.

به طور خاص، کابل های فیبر نوری در معرض قرار گرفتن در معرض مولکول های هیدروکسیل (OH) هستند که می توانند وارد لوله ها شده و اتصالات را از طریق تولید یا به طور طبیعی در محیط مختل کنند. E-band باند اوج آب نامیده می شود زیرا تلفات انتقال بسیار زیاد به دلیل جذب مولکول های OH توسط نور مادون قرمز در این ناحیه ایجاد می شود.

در تحقیقات جدید، دانشمندان سیستمی ساختند که انتقال باند E پایدار را ممکن می سازد. آنها با استفاده از باند E و باند S مجاور، انتقال داده موفق و پایدار را با سرعت بالا امکان پذیر کردند. برای حفظ یک اتصال پایدار در این ناحیه از طیف الکترومغناطیسی، محققان دو دستگاه جدید به نام های «تقویت کننده های نوری» و «اکولایزرهای بهره نوری» ایجاد کردند.

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

منبع: livescience

227323