دانشمندان رکورد سرعت فیبر نوری را شکستند

آن‌ها با ارسال نور مادون قرمز از طریق رشته‌های لوله‌ای شیشه‌ای به این سرعت سرسام‌آور دست یافتند. اما آنها با استفاده از دستگاه‌های جدید و سفارشی ساخته شده، از یک باند طیفی به نام «E-band» استفاده کردند که هرگز در سیستم‌های تجاری استفاده نشده است. نتیجه این آزمایش که با استفاده از کابل‌های 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 ۲۰۲۳ ارائه کردند.

همه اتصالات فیبر نوری تجاری داده‌ها را از طریق کابل‌ها در باند C و باند L مادون قرمز در طیف الکترومغناطیسی با منطقه مادون قرمز خاصی که برای اتصالات اینترنتی استفاده می‌شود و محدوده ۱۲۶۰ تا ۱۶۷۵ نانومتر (nm) را اشغال می کند منتشر می‌کنند. البته باید بدانید که نور مرئی طول موج هایی بین ۴۰۰ نانومتر تا ۷۰۰ نانومتر در طیف را اشغال می‌کند.

باند C و باند L که بین ۱۵۳۰ نانومتر تا ۱۶۲۵ نانومتر است معمولاً در اتصالات تجاری استفاده می‌شوند زیرا پایدارترین آن‌ها هستند، به این معنی که کمترین مقدار داده در طول انتقال از بین می‌رود. اما دانشمندان حدس می‌زنند که روزی حجم عظیم ترافیک منجر به شلوغ شدن این دو باند می‌شود، 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 ۱۴۶۰ نانومتر تا ۱۵۳۰ نانومتر را اشغال می‌کند، 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 سرعت‌های بسیار بالاتر استفاده می‌شود. با این حال، دانشمندان هرگز نتوانسته‌اند اتصالات باند E را تقلید کنند، زیرا از دست دادن داده در این منطقه به سطوح بسیار بالایی می‌رسد که تقریباً پنج برابر نرخ از دست دادن انتقال در مناطق باند C و باند L است.

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

در تحقیقات جدید، دانشمندان سیستمی ساختند که انتقال باند E پایدار را ممکن می‌سازد. 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 نام‌های «تقویت‌کننده‌های نوری» و «اکولایزرهای بهره نوری» ایجاد کردند.

اولی به تقویت سیگنال در فواصل کمک می‌کند، 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 ۱۴۶۰ نانومتر تا ۱۵۳۰ 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 نتوانسته‌اند اتصالات باند E را تقلید کنند، زیرا از دست دادن داده در این منطقه به سطوح بسیار بالایی می‌رسد 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 می‌سازد. 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 نام‌های «تقویت‌کننده‌های نوری» و «اکولایزرهای بهره نوری» ایجاد کردند.

اولی به تقویت سیگنال در فواصل کمک می‌کند، در حالی که دومی هر کانال طول موج را نظارت می‌کند و دامنه را در صورت نیاز تنظیم می‌کند. دانشمدان آن‌ها را در کابل‌های فیبر نوری مستقر کردند تا از انتقال داده‌های نور مادون قرمز بدون بی‌ثباتی و از دست دادن که معمولاً اتصالات در این باندها را آزار می دهد اطمینان حاصل کنند.