Нова ера передачі даних. Науковці з Саутгемптона та Microsoft створили оптичне волокно, що передає дані на 45% швидше за аналоги
ChatGPT
Інноваційне волокно, розроблене спільною командою, є різновидом вкладеного антирезонансного безвузлового порожнього волокна (Фото: Nature Photonics)
Дослідники з Саутгемптонського університету та Microsoft оголосили про значний прорив у розробці оптичних волокон, представивши нове порожнє оптичне волокно (HCF), яке забезпечує передачу даних на 45% швидше, ніж традиційні кварцові кабелі.
Відповідно до дослідження, опублікованого в журналі Nature Photonics, ця технологія демонструє рекордно низькі втрати сигналу.
Сучасні оптичні волокна, що складаються з кварцового сердечника, мають обмеження щодо зниження затухання — показника втрати оптичної потужності на кілометр. Менші втрати дозволяють передавати сигнал на більшу відстань без підсилення, що робить передачу даних швидшою та ефективнішою. Теоретично, порожні оптичні волокна, де світло поширюється повітряним сердечником, могли б передавати дані швидше, ніж через кварц, оскільки швидкість світла в повітрі вища, ніж у кремнії. Однак, досі вченим не вдавалося створити HCF, які б перевершили традиційні кабелі.
Інноваційне волокно, розроблене спільною командою, є різновидом вкладеного антирезонансного безвузлового порожнього волокна (DNANF). У його основі — повітряний сердечник, оточений ретельно спроєктованою скляною мікроструктурою. Ця конструкція дозволила досягти рекордних втрат — 0,091 дБ/км на довжині хвилі 1550 нм, що значно краще за мінімальні втрати кварцових волокон (0,14 дБ/км). Нове волокно також забезпечує низькі втрати (близько 0,2 дБ/км) у смузі пропускання 66 ТГц, що відкриває потенціал для надзвичайно швидкої передачі великих обсягів даних.
Завдяки передовим технологіям моделювання, дослідники змогли мінімізувати три основні механізми втрат: витік, поверхневе розсіювання та мікровигини. Для підтвердження своїх результатів було протестовано волокна довжиною до 15 кілометрів.
Науковці впевнені, що подальші дослідження дозволять ще більше знизити втрати, можливо, до 0,01 дБ/км. Це відкриє можливості для створення ще довших ділянок кабелів без підсилення, що має критичне значення для підводних та наземних телекомунікаційних мереж. Крім того, технологія може бути застосована в системах передачі та вимірювання потужного лазерного сигналу.
Автори дослідження заявляють, що завдяки збільшенню обсягів виробництва та покращенню геометричної стабільності, технології DNANF HCF стануть ключовим елементом у передачі даних. Ця інновація має потенціал здійснити наступний технологічний стрибок у галузі телекомунікацій, забезпечивши швидший і ефективніший зв’язок для всього світу.
