Японские инженеры недавно установили новый абсолютный рекорд по скорости передачи данных через оптическое волокно, который составил 319 терабит в секунду. При этом, рекордная скорость передачи данных была получена на дальности в 3000 километров по существующим оптоволоконным линиям, что говорит о совместимости новой технологии с существующей коммуникационной инфраструктурой. Отметим, что новый рекорд почти в два раза превышает рекорд, установленный только в прошлом году, который составлял 178 TB/с, и в семь раз более ранний рекорд в 44.2 TB/с, полученный при помощи специализированного фотонного чипа.
В новой технологии используется не простое оптоволокно, а волокно с четырьмя светопроводящими каналами, в которых организуются независимые каналы передачи данных. Более того, дополнительные каналы передачи данных организовываются в рамках одного световода при помощи метода, называемого спектральным уплотнением (wavelength-division multiplexing, WDM). Редко используемые диапазоны так называемой третьей группы также интенсивно используются для увеличения количества передаваемых данных, а увеличение расстояния передачи данных было достигнуто за счет использования нескольких различных технологий усиления оптического сигнала.
Ключевым компонентом новой коммуникационной технологии является лазер на базе оптической гребенки, который формирует 512 отдельных коммуникационных каналов, работающих на разных длинах волн. Свет этого лазера проходит через двойной поляризационный модулятор, который задерживает сигналы определенных длин вол, создавая различные последовательности оптических сигналов. И каждая из этих последовательностей подается в одно из четырех световодов оптического волокна.
Световые сигналы могут пройти по оптоволокну до 70 километров прежде, чем заключенная в них информация подвергнется угрозе искажения или потери. Поэтому после каждого 70-километрового участка оптоволкна устанавливается специальный оптический усилитель, состоящий из двух частей, в одной из которых в качестве присадки используется эрбий, а во второй - тулий. Эти две части, взаимодействуя определенным образом, реализуют метод Рамановского усиления. После усилителя сигнал снова подается в оптоволокно и проходит очередной сегмент, где процедура усиления повторяется снова.
Примечательно то, что оптоволокно с четырьмя световодами имеет точно такой же диаметр, как и стандартное волокно с одним световодом, если учитывать толщины защитных оболочек. Это означает, что не будет никаких проблем ни с развертыванием новых сегментов из "четырехядерного" оптоволокна, ни с заменой старых оптоволокнонных линий на новые и более высокоскоростные.