Новая эра передачи данных. Ученые из Саутгемптона и Microsoft создали оптическое волокно, которое передает данные на 45% быстрее аналогов
ChatGPT
Инновационное волокно, разработанное совместной командой, является разновидностью вложенного антирезонансного безузлового пустого волокна (Фото: Nature Photonics)
Исследователи из Саутгемптонского университета и Microsoft объявили о значительном прорыве в разработке оптических волокон, представив новое полое оптическое волокно (HCF), которое обеспечивает передачу данных на 45% быстрее, чем традиционные кварцевые кабели.
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Photonics, эта технология демонстрирует рекордно низкие потери сигнала.
Современные оптические волокна, состоящие из кварцевого сердечника, имеют ограничения по снижению затухания — показателя потери оптической мощности на километр. Меньшие потери позволяют передавать сигнал на большее расстояние без усиления, что делает передачу данных более быстрой и эффективной. Теоретически, полые оптические волокна, где свет распространяется воздушным сердечником, могли бы передавать данные быстрее, чем через кварц, поскольку скорость света в воздухе выше, чем в кремнии. Однако, до сих пор ученым не удавалось создать HCF, которые бы превзошли традиционные кабели.
Инновационное волокно, разработанное совместной командой, является разновидностью вложенного антирезонансного безузлового пустого волокна (DNANF). В его основе — воздушный сердечник, окруженный тщательно спроектированной стеклянной микроструктурой. Эта конструкция позволила достичь рекордных потерь — 0,091 дБ/км на длине волны 1550 нм, что значительно лучше минимальных потерь кварцевых волокон (0,14 дБ/км). Новое волокно также обеспечивает низкие потери (около 0,2 дБ/км) в полосе пропускания 66 ТГц, что открывает потенциал для чрезвычайно быстрой передачи больших объемов данных.
Благодаря передовым технологиям моделирования, исследователи смогли минимизировать три основных механизма потерь: утечка, поверхностное рассеивание и микровыгибы. Для подтверждения своих результатов было протестировано волокна длиной до 15 километров.
Ученые уверены, что дальнейшие исследования позволят еще больше снизить потери, возможно, до 0,01 дБ/км. Это откроет возможности для создания еще более длинных участков кабелей без усиления, что имеет критическое значение для подводных и наземных телекоммуникационных сетей. Кроме того, технология может быть применена в системах передачи и измерения мощного лазерного сигнала.
Авторы исследования заявляют, что благодаря увеличению объемов производства и улучшению геометрической стабильности, технологии DNANF HCF станут ключевым элементом в передаче данных. Эта инновация имеет потенциал осуществить следующий технологический скачок в области телекоммуникаций, обеспечив более быструю и эффективную связь для всего мира.
