Các kỹ sư Nhật Bản vừa phá vỡ kỷ lục thế giới về tốc độ internet nhanh nhất, đạt tốc độ truyền dữ liệu 319 Terabits/giây (Tb/s), theo một báo cáo được trình bày tại Hội nghị quốc tế về truyền thông cáp quang. Kỷ lục mới được thực hiện trên đường cáp dài hơn 3.000 km. Và quan trọng là nó tương thích với cơ sở hạ tầng cáp hiện đại.
Kỷ lục mới này gần gấp đôi so với kỷ lục trước đó là 178 Tb/s, được thiết lập vào năm 2020. Và nó nhanh gấp bảy lần so với kỷ lục trước đó nữa là 44,2 Tb/s, được thiết lập với một chip quang tử thử nghiệm. Bản thân NASA cũng sử dụng tốc độ tương đối là 400 Gb/s và kỷ lục mới tăng vọt cao hơn mức mà người tiêu dùng bình thường có thể sử dụng (tốc độ nhanh nhất trung bình đạt 10 Gb/s đối với kết nối internet gia đình).
Kỷ lục đã được thực hiện với cơ sở hạ tầng cáp quang đã tồn tại (nhưng với một số tiện ích bổ sung nâng cao). Nhóm nghiên cứu đã sử dụng bốn “lõi”, là các ống thủy tinh được đặt trong các sợi truyền dữ liệu, thay vì lõi tiêu chuẩn thông thường. Sau đó, các tín hiệu được chia thành nhiều bước sóng được gửi cùng một lúc, sử dụng một kỹ thuật được gọi là ghép kênh phân chia theo bước sóng (wavelength-division multiplexing – WDM). Để truyền nhiều dữ liệu hơn, các nhà nghiên cứu đã sử dụng “băng tần” thứ ba hiếm khi được sử dụng, mở rộng khoảng cách thông qua một số công nghệ khuếch đại quang học.
Hệ thống mới này bắt đầu quá trình truyền dẫn bằng tia laser 552 kênh được bắn ở các bước sóng khác nhau. Sau đó gửi qua bộ điều chế phân cực kép, sao cho một số bước sóng đi trước những bước sóng khác, để tạo ra nhiều chuỗi tín hiệu – mỗi chuỗi tín hiệu trong số đó lần lượt được chuyển hướng vào một trong bốn lõi bên trong sợi quang.
Dữ liệu được truyền qua hệ thống này di chuyển qua 70 km cáp quang, cho đến khi nó chạm vào bộ khuếch đại quang học để tăng tín hiệu cho hành trình dài của nó. Nhưng thậm chí còn phức tạp hơn: Tín hiệu chạy qua hai loại bộ khuếch đại sợi mới, một loại pha tạp chất thulium, một loại pha tạp chất erbium, trước khi tiếp tục hoạt động trong một quy trình thông thường được gọi là khuếch đại Raman.
Một phần của hệ thống thử nghiệm
Sau đó, các chuỗi tín hiệu được gửi vào một đoạn sợi quang khác, và sau đó toàn bộ quá trình lặp lại, cho phép các nhà nghiên cứu gửi dữ liệu qua một khoảng cách đáng kinh ngạc là 3.001 km. Điều quan trọng, sợi quang bốn lõi mới có cùng đường kính với sợi đơn lõi thông thường, tính toàn bộ lớp vỏ bảo vệ xung quanh nó. Nói cách khác, việc tích hợp phương pháp mới vào cơ sở hạ tầng hiện có sẽ đơn giản hơn nhiều.
Đây là điều làm cho kỷ lục tốc độ truyền dữ liệu mới thực sự hấp dẫn. Các nhà nghiên cứu ở Nhật Bản không chỉ thổi bay kỷ lục năm 2020 mà còn làm được điều đó với một phương pháp kỹ thuật mới có khả năng tích hợp không quá phức tạp vào cơ sở hạ tầng cáp quang hiện đại. Hy vọng công nghệ này sẽ sớm được áp dụng trong tương lai.
Tham khảo: InterestingeEngineering
