Китайски изследователски екип съобщава за постигането на скорост от 3,2 петабита в секунда (Pb/s) при двупосочен пренос на данни в реално време по многожилно оптично влакно. Експериментът е проведен по линия с дължина 10,3 километра, използваща оптично влакно с 24 ядра. Според публикуваната информация постигнатият капацитет теоретично би позволил прехвърлянето на над 20 000 филма с резолюция 4K само за една секунда. Постижението е резултат от сътрудничеството между Националната ключова лаборатория за технологии и мрежи за оптични комуникации към China Information and Communication Technologies Group (CICT), изследователския център Pengcheng Laboratory и компанията Fiberhome Fujikura Fiber Optic Technology.

Разработката е насочена към увеличаване на капацитета на телекомуникационните мрежи в условията на бързо нарастващ трафик, породен от изкуствения интелект, центровете за данни и услугите за обработка на огромни информационни масиви. Въпреки впечатляващите резултати технологията все още не е внедрена в масова търговска експлоатация

Основата на системата е оптично влакно с 24 отделни ядра, разположени в рамките на един кабел. За разлика от традиционните оптични влакна, които пренасят данни през едно ядро, многожилната конструкция позволява множество потоци информация да се предават паралелно.

За да увеличат пропускателната способност, учените са комбинирали няколко технологии:

Пространствено мултиплексиране - използване на множество ядра за едновременен пренос на независими сигнали.

Три честотни диапазона - S, C и L - разширяване на спектъра, в който могат да се предават оптични сигнали.

Усъвършенствани оптични модули - оборудване за кодиране, предаване и приемане на информация със скорост до 400 Gbit/s на дължина на вълната в S-диапазона и до 1,2 Tbit/s в C- и L-диапазоните.

Комбинирането на тези подходи позволява създаването на хиляди паралелни канали за пренос на информация. Съществено техническо предизвикателство е ограничаването на взаимните смущения между сигналите в отделните ядра, както и ефективното използване на различните честотни диапазони. Според китайския екип демонстрираната система предлага общ капацитет за пренос, приблизително 32 пъти по-голям от този на конвенционалните търговски оптични системи с едно ядро от типа G.652, използващи C- и L-диапазоните.

Новият резултат надгражда предишна демонстрация на същия екип, при която е отчетена скорост от 2,5 петабита в секунда. Увеличението е приблизително 28%, което показва колко бързо се развиват технологиите за увеличаване на капацитета на оптичните комуникации. Петабитът е единица за измерване на количество информация. Един петабит се равнява на един милион гигабита. Следователно 3,2 Pb/s представляват изключително голям капацитет за предаване на цифрови данни. Сравнението с 20 000 филма в 4K резолюция е илюстрация на този капацитет, а не резултат от реално изтегляне на толкова филми. Точният брой зависи от размера на файловете, използваното кодиране и други параметри.

Въпреки това подобна скорост има съвсем практическо значение за инфраструктурата на интернет. Тя показва потенциала за пренос на огромни количества данни между центрове за обработка, изчислителни клъстери и телекомуникационни възли.

Нарастващото използване на генеративен изкуствен интелект и големи езикови модели създава необходимост от все по-бързи връзки между сървърите. Обучението на мащабни модели изисква обмен на големи масиви от данни, а разпределените изчислителни системи трябва постоянно да синхронизират информация между множество графични процесори и сървърни възли.

Многожилните оптични влакна биха могли да помогнат за:

увеличаване на капацитета на магистралните телекомуникационни мрежи;

свързване на големи центрове за данни и изчислителни комплекси;

намаляване на необходимостта от полагане на допълнителни отделни оптични линии;

изграждане на инфраструктура за бъдещи 6G комуникации.

Технологията е особено интересна, защото позволява да се увеличи капацитетът на един кабел, вместо пропускателната способност да се повишава единствено чрез разширяване на използвания честотен спектър.

Въпреки че резултатът е обещаващ, между експерименталната демонстрация и масовото внедряване има съществена разлика. За практическото използване на подобни системи трябва да се оценят надеждността при продължителна работа, загубите на сигнал, производствените разходи, съвместимостта със съществуващата инфраструктура и възможностите за поддръжка. Китайският екип посочва, че използваната архитектура е съвместима с търговски ориентирано оборудване, което би могло да улесни бъдещото внедряване. Това обаче не означава, че технологията вече се предлага като готова телекомуникационна услуга.

Снимка: Unsplash/China Information and Communication Technologies Group

Виж още: Фалшивият звук от V8 двигател в новия е-SUV на Mercedes ще ви струва повече от фалшивия звук на V6