قال فريق من الباحثين الدوليين إنهم حققوا رقمًا قياسيًا عالميًا جديدًا في سرعة نقل البيانات عبر الألياف الضوئية القياسية الصناعية التي يبلغ سمكها سمك شعرة الإنسان وتحتوي على 19 نواة رائدة.
تتم جميع حركة الإنترنت في العالم من خلال ألياف بصرية تبلغ سماكتها 125 ميكرون، وتربط القارات ومراكز البيانات وأبراج الهاتف المحمول والمحطات الأرضية للأقمار الصناعية، وبالطبع منازلنا وشركاتنا. ويبلغ عرض شعرة الإنسان الكثيفة 120 ميكرون.
استخدم باحثون من أستراليا واليابان وإيطاليا وهولندا أليافًا ضوئية تحتوي على 19 نواة تحمل كل منها إشارة لنقل البيانات بسرعة 1.7 بيتابت في الثانية (Pbit/s) عبر كابل يبلغ طوله 41.6 ميلًا (67 كم). وهذا يعادل حمل أكثر من 10 ملايين اتصال إنترنت منزلي سريع يعمل بكامل طاقته.
على الرغم من أن هذا ليس أسرع معدل نقل بيانات تم تسجيله على الإطلاق، من الناحية الفنية، فقد سجل الباحثون الإسكندنافيون 1.84 بيتابت/ثانية في عام 2022، إلا أن هذه التكنولوجيا أقرب بكثير إلى التنفيذ.
وقال سايمون جروس من جامعة ماكواري في سيدني: “لقد أتاحت عقود من الأبحاث في مجال البصريات حول العالم للصناعة دفع المزيد والمزيد من البيانات من خلال الألياف المفردة”. “لقد استخدموا ألوانًا مختلفة، واستقطابات مختلفة، وتماسك الضوء والعديد من الحيل الأخرى للتعامل مع الضوء.”
شريحة زجاجية
مفتاح النقل فائق السرعة هو الشريحة الزجاجية المستخدمة في الألياف. والذي تم تطويره من قبل جامعة ماكواري، وهو يفي بالمعايير العالمية لحجم الألياف من خلال ضمان إمكانية اعتماده دون الحاجة إلى تغيير كبير في البنية التحتية.
وقال جروس: “لقد أنشأنا شريحة زجاجية مدمجة بنمط دليل موجي محفور عليها بتقنية الطباعة بالليزر ثلاثية الأبعاد”. “إنه يسمح بتغذية الإشارات في النوى الفردية التسعة عشر للألياف مع خسائر منخفضة موحدة. أما الأساليب الأخرى فهي محدودة في عدد النوى وتؤدي إلى فقدان الكثير من الضوء، مما يقلل من كفاءة نظام النقل.
كما تحتوي معظم الألياف الضوئية الحالية على نواة واحدة تحمل إشارات ضوئية متعددة. مما يعني أنها تقتصر على بضعة تيرابايت في الثانية بسبب التداخل بين الإشارات. في حين أنه من الممكن زيادة سمك الألياف الموجودة. إلا أنها ستكون أقل مرونة وتكلفة لتغييرها.
وأضاف جروس: “يمكننا زيادة السعة باستخدام ألياف أكثر سمكًا”. “لكن الألياف السميكة ستكون أقل مرونة. وأكثر هشاشة، وأقل ملاءمة للكابلات طويلة المدى، وسوف تتطلب إعادة هندسة واسعة النطاق للبنية التحتية للألياف الضوئية. يمكننا فقط إضافة المزيد من الألياف. لكن كل ألياف تضيف تكاليف وتكاليف إضافية للمعدات، وسنحتاج إلى المزيد من الألياف.»
يقول الباحثون إن الكابل الخاص بهم يقدم حلاً رائعًا لتوفير تدفق أكبر للبيانات بتكلفة منخفضة. ويعتقدون أيضًا أن الألياف ذات 19 نواة لها تطبيقات في مجموعة من المجالات.
وقال مايكل ويثفورد من جامعة ماكواري: “إن التكنولوجيا الأساسية الحاصلة على براءة اختراع لها العديد من التطبيقات، بما في ذلك العثور على كواكب تدور حول نجوم بعيدة، واكتشاف الأمراض، وحتى تحديد الأضرار في أنابيب الصرف الصحي”.
زتم عرض النتائج التي توصل إليها الباحثون في المؤتمر السادس والأربعين لاتصالات الألياف الضوئية .
اقرأ أيضًا:
كيف تدعم الألياف الضوئية مجال الزراعة؟