رکورد جهانی انتقال داده‌ها با سرعت ۱.۰۲ ثانیه توسط ژاپن

تحول در ظرفیت شبکه‌های ارتباطی، وارد مرحله‌ی جدیدی شده است، ژاپن موفق به ثبت رکورد جهانی تازه‌ای در زمینه‌ی انتقال داده شد. رکوردی که نه‌تنها دستاوردی فنی به‌حساب می‌آید، بلکه آینده‌ی اینترنت پرسرعت و زیرساخت‌های ارتباطی سازمان‌ها را نیز بازتعریف می‌کند.

در حال حاضر، سرعت انتقال داده‌ برای پشتیبانی از فناوری‌هایی مانند هوش مصنوعی، واقعیت مجازی و بسیاری دیگر از راهکارهای نوظهور کافی نیست. این‌جا است که ظرفیت‌های جدید در فیبر نوری، به‌عنوان زیرساخت اصلی پهنای باند اختصاصی سازمانی، نقش تعیین‌کننده‌ای ایفا می‌کند.

تصور کنید بتوانید ۱۰٬۰۰۰ فیلم 4K را تنها در یک ثانیه دانلود کنید. تیمی از پژوهشگران ژاپنی موفق به دستیابی به چنین سرعت خارق‌العاده‌ای شده‌اند. این اتفاق از طریق یک نوع فیبر نوری خاص رقم خورد که از نظر ضخامت، تفاوتی با کابل‌هایی که امروز در زیرساخت‌های رایج استفاده می‌کنیم، ندارد.

ژاپن توانست داده‌ها را با سرعت ۱.۰۲ پتابیت (یعنی ۱.۰۲ میلیون گیگابایت) در هر ثانیه، در مسافتی به طول ۱۸۰۸ کیلومتر منتقل کند. این انتقال با استفاده از فیبر نوری‌ای انجام شد که از ۱۹ هسته‌ی جفت‌شده تشکیل شده بود، یعنی ۱۹ مسیر مجزا برای انتقال هم‌زمان داده‌ها در یک کابل نازک. چنین ظرفیتی، مستقیماً بر توسعه‌ی پهنای باند پرظرفیت، بدون نوسان و مناسب کاربردهای سازمانی اثر می‌گذارد.

چگونه چنین سرعتی ممکن شد؟

برای سال‌ها، دانشمندان تلاش کرده‌اند ظرفیت انتقال داده در فیبرهای نوری را افزایش دهند. اگرچه آن‌ها پیش‌تر موفق به انتقال داده با نرخ پتابیت در ثانیه شده بودند، اما این موضوع معمولاً در فواصل کوتاه (کمتر از ۱۰۰۰ کیلومتر) قابل اجرا بود.

یکی از چالش‌های بزرگ در مسیر انتقال داده در مسافت‌های طولانی، تضعیف سیگنال و مدیریت تقویت آن بدون تداخل است. اما پژوهشگران ژاپنی با طراحی نوعی خاص از فیبر نوری ۱۹-هسته‌ای موفق شدند این مشکل را برطرف کنند. این دستاورد می‌تواند به شکل‌گیری زیرساخت‌های قابل‌اعتمادتر و با ظرفیت بالاتر برای انتقال پایدار داده در کسب‌وکارها منجر شود، زیرساختی که برای سرویس‌های ارتباطاتی سازمان‌ها مهم است.

آن را می‌توان مانند تبدیل یک جاده تک‌بانده به بزرگراهی ۱۹ بانده تصور کرد؛ تمام این مسیرها درون کابلی به ضخامت تنها ۰.۱۲۵ میلی‌متر جای گرفته‌اند. هر هسته به‌صورت مستقل داده‌ها را منتقل می‌کند و حجم عظیمی از اطلاعات را هم‌زمان جابه‌جا می‌نماید.

تقویت هوشمند سیگنال در سراسر فیبر

از آنجا که سیگنال‌های نوری در طول مسیر تضعیف می‌شوند، تقویت آن‌ها اهمیت بالایی دارد. این تیم پژوهشی، یک سیستم تقویت هوشمند طراحی کرد که می‌توانست سیگنال‌ها را به‌صورت هم‌زمان و در دو باند نوری مختلف (C-band و L-band) در هر ۱۹ هسته تقویت کند، بدون اینکه تداخلی میان آن‌ها ایجاد شود.

تیم تحقیقاتی برای شبیه‌سازی مسافت نهایی، از ۱۹ حلقه بازچرخش (recirculating loop) استفاده کرد و سیگنال‌ها را ۲۱ بار از هر هسته عبور داد. در انتهای مسیر، گیرنده‌ای ۱۹ کاناله سیگنال‌ها را دریافت و با استفاده از پردازش دیجیتال چندورودی-چندخروجی (MIMO) آن‌ها را پاک‌سازی کرد و نرخ داده را محاسبه نمود.

در نهایت، نرخ انتقال ۱.۰۲ پتابیت بر ثانیه در مسافت ۱۸۰۸ کیلومتر به‌دست آمد، که رکوردی در انتقال داده روی فیبر نوری با سایز استاندارد محسوب می‌شود. همچنین، شاخص “محصول ظرفیت-مسافت” (Capacity-Distance Product) به عدد بی‌سابقه‌ی ۱.۸۶ اگزابیت در ثانیه-کیلومتر رسید؛ عددی که نشان می‌دهد تا چه اندازه این فیبر نوری جدید می‌تواند زیرساخت‌های پرظرفیت برای انتقال پایدار داده در مقیاس سازمانی را ممکن کند.

نگاهی به آینده: از اینترنت سازمانی تا پس از 5G

این نخستین‌بار نیست که فیبر نوری ۱۹-هسته‌ای آزمایش می‌شود، اما برای نخستین‌بار است که توانسته رکورد مسافت را هم جابه‌جا کند. این موفقیت نه‌تنها نوآوری‌ای در حوزه‌ی ارتباطات است، بلکه نقطه‌ی عطفی برای طراحی زیرساخت‌هایی محسوب می‌شود که سازمان‌ها را برای دنیای پس از ۵G آماده می‌سازد، دنیایی با واقعیت مجازی و میلیاردها اتصال هم‌زمان که همه نیازمند پهنای باند اختصاصی با ظرفیت بالا و پایدار هستند.

منبع:

https://interestingengineering.com/innovation/19-core-optical-fiber-for-faster-internet