Китайский рекорд скорости передачи данных через полое оптоволокно

Тут китайцы поставили рекорд по скорости интернета — 1,2 Тбит/с на одну длину волны (одна нитка тёмной оптики). С мультиплексированием по длине волны итоговый канал у них получился 51,3 Тбит/с (рекорд в этом). Это без ретрансляторов на 206 километров. Самое интересное не то, что это быстрее камаза с DVD-болванками, а то, что всё это гоняется через новое оптоволокно с воздушным зазором. Если что, полое волокно — это будущее технологий связи. Там деньги за продажу красиво упакованного воздуха! В обычном волокне сигнал идёт через стекло. Стекло твёрдое, свету тяжело через него пролезать, поэтому скорость падает примерно на треть от доступной в вакууме. А вот в воздухе она не очень сильно отличается от скорости в вакууме. Очевидная проблема в переотражениях, и сейчас расскажем, как они это решили. Основная работа 2019 года говорит, что технологию SMF (это наша обычная оптика) за десятилетия так хорошо научились делать, что упёрлись в физические пределы. 1. Волокно, грубо говоря, греется от света. На самом деле всё сложнее, это эффект Керра. Когда в стекло запускают мощный сигнал, само стекло немного меняет свои оптические свойства в зависимости от яркости света. Грубо говоря, сильный свет сам себе портит дорогу: разные части сигнала начинают искажать друг друга. Чем больше мощность, тем сильнее искажения. 2. Свет в стекле медленнее, и биржевики давно уже хотели гонять через воздух, но не было технической возможности. Операторы дата-центров уже требуют, чтобы сигнал туда-обратно между двумя площадками шёл меньше 2 миллисекунд для синхронных репликаций. Чтобы выжать задержку, прокладывают кабели как можно прямее между точками — это дорого и не всегда возможно. Особенно если там по пути торговый центр и памятник Ленину. Ответ вы уже знаете. Но чтобы сделать дырку в волокне, надо подумать, как удерживать там свет. Нужны зеркальные стены вокруг дырки. В итоге свет удерживается отражением от тонких стеклянных трубчатых стенок-мембран. Каждая мембрана работает как зеркало (по принципу резонатора Фабри-Перо): на одних длинах волн она пропускает свет (резонанс), а в широких промежутках между этими длинами волн — почти полностью отражает (антирезонанс). Внутри такого антирезонансного окна свет падает на стенку под очень скользящим углом, отражается почти идеально и остаётся в пустой сердцевине. У такой технологии очень хорошие показатели по пропускной способности, возможности ставить DWDM (мультиплексоры) и низким шумам. Но есть одна проблема — цена — в основном, это цена R&D. Как вы можете догадаться, проблемой это было только поначалу. В эксперименте частота ошибок коррекции от 2,7% до 3,5%. Если что, там дополнительное кодирование (FEC) с запасом 17 процентов. В камазе с болванками FEC может быть 13% и больше. Передача через полое волокно не ухудшила сигнал вообще никак. Слабое место работы — они не могли прокладывать трассу по городу, поэтому она получилась короткой. Но вот в реальных условиях, как видите, уже подтвердили. Вторая более ранняя работа — как раз про один из способов делать такое нанозеркало на стенку кабеля. В обычном кристалле электроны не могут иметь некоторые энергии: периодическая решётка атомов их «не пропускает». Это называется запрещённая зона. Точно так же можно сделать решётку для света — фотонный кристалл. Это материал с периодической структурой (например, стекло с регулярными дырками). Для определённых длин волн и углов свет просто не может распространяться внутри такой структуры — это запрещено интерференцией. Такой свет структура отражает обратно. Интересен у них способ изготовления в гараже: несколько сотен стеклянных соломинок складывают руками, а потом всю стопку растягивают и сжимают в 10 тысяч раз. Получается дамасское нановолокно! И вот ещё базовая работа откуда взялось полое волокно вообще. Основное оттуда вы уже знаете. Но как показала практика, только на облачные хранилища рассчитывать не стоит, болванки пока не выкидывайте. -- Вступайте в ряды Фурье! | Лучшие посты Подключайтесь к Интернету через железнодорожные рельсы! Толщина рельса гарантирует скорость и стабильность соединения!