Китайські дослідники продемонстрували нову технологію оптичного зв'язку, яка дозволяє передавати величезні обсяги інформації на відстань понад 1000 кілометрів із мінімальною затримкою. Під час експерименту пропускна здатність лінії досягла 128 Тбіт/с, а час проходження сигналу скоротився приблизно на 30% порівняно зі звичайним оптоволокном.

Особливість розробки полягає у використанні порожнистоволоконного кабелю (Hollow-Core Fiber). На відміну від традиційних оптичних ліній, у яких світло проходить через кварцове скло, нова технологія спрямовує сигнал переважно через мікроскопічний газонаповнений канал.

128 Тбіт/с на відстані понад 1000 кілометрів

Експеримент провели фахівці China Telecom Research Institute, виробника оптоволокна YOFC та телекомунікаційної компанії ZTE. Як повідомляє Shanghai Securities News із посиланням на China Telecom, дослідникам вдалося організувати двосторонню передачу інформації через оптоволоконну лінію завдовжки 1007,48 км.

Швидкість передачі становила 64 Тбіт/с у кожному напрямку, а сукупна пропускна здатність досягла 128 Тбіт/с. Для реалізації системи використовували розширені оптичні діапазони C+L та канали зі швидкістю до 800 Гбіт/с.

Проте найбільшу увагу привернула не лише пропускна здатність, а й затримка сигналу. На подолання приблизно 1000 км новому оптоволокну знадобилося лише 3,43 мілісекунди. Для порівняння, у звичайному кварцовому волокні аналогічний шлях займає приблизно 5 мілісекунд.

Чому нове оптоволокно працює швидше

У стандартному оптичному кабелі світло поширюється зі швидкістю приблизно 200 000 км/с, оскільки скло сповільнює його рух. У газовому середовищі швидкість наближається до 300 000 км/с.

Така відмінність особливо важлива для магістральних мереж, де інформація передається між віддаленими дата-центрами. Навіть скорочення затримки на одну-дві мілісекунди може мати значення для систем, які потребують постійного обміну великими обсягами даних.

Водночас створення подібних ліній супроводжується технічними труднощами. Зокрема, залишкові гази всередині волокна можуть поглинати частину оптичного сигналу. Щоб розв'язати цю проблему, китайські інженери застосували високочистий аргон та вдосконалили технологію виготовлення кабелю.

За інформацією видання Science and Technology Daily, втрати оптичного сигналу вдалося знизити до рівня менш ніж 0,1 дБ/км на довжині хвилі 1550 нм.

Технологія може змінити роботу дата-центрів та штучного інтелекту

Одним із найперспективніших напрямків застосування порожнистоволоконних кабелів є інфраструктура штучного інтелекту. Сучасні обчислювальні центри дедалі частіше працюють як розподілені системи, яким необхідно швидко обмінюватися величезними масивами інформації.

Зниження мережевих затримок потенційно дозволить ефективніше об'єднувати віддалені обчислювальні потужності, прискорювати окремі операції під час навчання великих мовних моделей та покращувати взаємодію між хмарними сервісами.

Головна спеціалістка China Telecom із телекомунікацій наступного покоління Хо Сяолі (Huo Xiaoli) звернула увагу на важливе обмеження технології:

«Наразі вартість порожнистоволоконного кабелю залишається дуже високою — у сотні разів більшою, ніж традиційного одномодового оптоволокна».

За словами фахівчині, спочатку такі рішення доцільно використовувати там, де надзвичайно низька затримка виправдовує додаткові витрати. Йдеться, зокрема, про фінансові мережі та з'єднання великих дата-центрів.

Чому рекорд поки не означає масового впровадження

Попри результати випробувань, говорити про швидку заміну звичайного оптоволокна поки зарано. Як уточнює South China Morning Post, експериментальну лінію сформували з понад 300 окремих котушок кабелю завдовжки від 2 до 5 кілометрів кожна.

Тобто дослідники продемонстрували працездатність технології на великій відстані, але це ще не означає будівництва повноцінної комерційної магістралі на 1000 кілометрів.

Для масового використання необхідно знизити вартість виробництва, забезпечити надійність з'єднань та перевірити довготривалу стабільність роботи в реальних умовах експлуатації.