Giappone - record olimpico di velocità su Internet

Lo sviluppo di Internet nel XXI secolo ha rivoluzionato la nostra vita quotidiana e finora non ci sono segni di rallentamento. Si potrebbe anche essere tentati di dire che ci stiamo avvicinando sempre più a una "società digitale". E ciò che è legato a questo, insieme al progresso delle moderne tecnologie Internet, abbiamo bisogno di un accesso sempre più veloce a Internet. In un'epoca di costante ricerca di velocità di dati più elevate, i ricercatori giapponesi del National Institute of Information and Communication Technology (NICT) hanno battuto un altro record di velocità di Internet. Gli ingegneri hanno raggiunto una velocità di trasferimento dati di 319 terabit al secondo (Tbps)! E questo è un nuovo record mondiale!

Per raggiungere questo risultato (319 Tbps), i ricercatori del NICT hanno sviluppato una nuova fibra ottica a 4 fili con un diametro di 125 µm (invece di uno), e inoltre è stato utilizzato un laser a pettine di 552 canali. "NICT ha costruito un sistema di trasmissione a lunga distanza intorno a una fibra ottica a 4 nuclei con un diametro standard dello schermo per sfruttare la larghezza di banda di trasmissione più ampia" Vale anche la pena ricordare che il record precedente è stato stabilito meno di un anno fa, nell'agosto 2020, ed era di 179 Tb/s. Questi sono risultati davvero notevoli, considerando che nel 2012, la società "Holy Optochip" di IBM, ha fatto la prima trasmissione ottica che era circa 1Tbps. Come potete vedere, la velocità di internet è aumentata significativamente durante l'ultimo decennio.

La figura qui sopra mostra un diagramma ideologico del sistema di trasmissione sviluppato dagli ingegneri giapponesi della NICT. Segue una breve spiegazione delle varie fasi della trasmissione dei dati:

1. 552 portatori ottici di diverse lunghezze d'onda sono generati insieme nel pettine di frequenza.

2 Polarizzazione multiplexata La modulazione 16QAM viene eseguita sulla sorgente di luce in uscita (con pettine di frequenza ottica), mentre il ritardo viene aggiunto per creare diverse sequenze di segnali.

3. ogni sequenza di segnali è inserita in un nucleo della fibra ottica a 4 nuclei.

4. dopo la propagazione in una fibra ottica a 4 fili lunga 69,8 km, le perdite di trasmissione sono compensate da amplificatori ottici nelle bande S, C e L. Il segnale viene alimentato nella fibra ottica a 4 fili tramite un interruttore a loop. Ripetendo questa trasmissione in loop, la distanza di trasmissione finale è stata di ben 3001km

5 Il segnale è stato ricevuto da ogni nucleo e l'errore di trasmissione è stato misurato.

Nello schema del sistema di trasmissione di cui sopra, la velocità dei dati è stata determinata dall' uso della codifica di correzione degli errori nel flusso di bit trasmesso.

Questo grafico, a sua volta, traccia i risultati sperimentali e mostra il tasso di dati (throughput) dopo la decodifica. Anche se ci sono alcune differenze, la velocità media dei dati per canale è di circa 145 gigabit al secondo, per ogni core. Al contrario, la velocità media dei dati per i supercanali combinati (4-core) era di oltre 580 gigabit al secondo! Un tasso di dati di 319 terabit al secondo è stato raggiunto in 552 canali di lunghezza d'onda.
I ricercatori hanno anche scoperto che le informazioni e i dati trasmessi non degradano o rallentano la velocità di internet, anche quando vengono trasmessi su lunghe distanze fino a 3001 km. Ma qui vale la pena menzionare che il "sistema a lungo raggio" è stato simulato in laboratorio utilizzando un cablaggio elicoidale.

La velocità di Internet risultante è circa 16 000 volte più veloce di quella della tecnologia 5G, che è comunque disponibile solo in alcune parti del mondo. Tuttavia, implementare l'esperimento su scala nazionale o addirittura regionale sarà estremamente costoso. Inoltre, uno degli aspetti chiave dello sviluppo di Internet su larga scala è il costo, e gli utenti non vogliono pagare somme elevate per l'accesso a Internet ad alta velocità. I ricercatori del NICT hanno scoperto che la tecnologia sperimentale va ben oltre il 5G ed è molto più pratica del 5G!

Cosa si può fare con una velocità di internet di 319Tb/s?

Probabilmente molti di noi ora si stanno chiedendo: come si può utilizzare una velocità di trasferimento dati così alta? Beh, lasciate che vi dia qualche idea. Con una velocità di internet così alta è possibile scaricare più di 7000 film ad alta definizione in un solo secondo. Con una velocità internet di 319Tb/s, si possono anche scaricare tutti i film della libreria di Netflix, che contiene circa 3781 film (secondo RealGood), in meno di un secondo.

Tuttavia, è importante ricordare che la fibra 4-core non è stata sviluppata per scaricare intere librerie di film e spettacoli televisivi. La rete internet ad alta velocità è stata sviluppata per trasmettere enormi quantità di dati rilevanti su lunghe distanze. I ricercatori menzionano anche che il sistema a 4 fili in fibra ottica ha bisogno di ulteriori perfezionamenti prima di poter essere distribuito nel mondo reale. Inoltre, sviluppare una tale rete su larga scala potrebbe essere molto costoso. La notizia estremamente importante è che le nuove linee 4-core, possono inserirsi in un "rivestimento standard" . Questo significa che possono essere supportati dall'infrastruttura esistente.

I progressi fatti dai ricercatori del NICT influenzeranno probabilmente la creazione di una rete dorsale ancora più veloce in futuro. La tecnologia 5G dovrebbe alla fine fornire velocità di circa 10Gbps. Tuttavia, questo non cambia il fatto che il 5G dovrà ancora connettersi alle microcelle e anche alle estese reti in fibra dell'internet esistente. Ecco perché il tipo di miglioramenti nella tecnologia delle fibre che NICT ha fatto è di grande importanza. Gli sviluppi nella tecnologia delle fibre ottiche rendono il sogno di una rete 6G una prospettiva molto reale ed estremamente eccitante .

Autore:
Leszek Błaszczyk