Япония - олимпийский рекордсмен скорости интернета

Развитие Интернета в 21 веке произвело революцию в нашей повседневной жизни, и до сих пор не видно никаких признаков замедления этого процесса. Может даже возникнуть соблазн сказать, что мы все ближе и ближе подходим к "цифровому обществу". И что связано с этим, вместе с прогрессом современных интернет-технологий нам нужен все более быстрый доступ к Интернету. В эпоху постоянного стремления к увеличению скорости передачи данных японские исследователи из Национального института информационных и коммуникационных технологий (NICT) побили очередной рекорд скорости Интернета. Инженеры достигли скорости передачи данных в 319 терабит в секунду (Тбит/с)! И это новый мировой рекорд!

Для достижения такого результата (319 Тбит/с) исследователи из NICT разработали новое 4-жильное оптическое волокно диаметром 125 мкм (вместо одного), кроме того, был использован 552-канальный гребенчатый лазер. "NICT построила систему передачи данных на большие расстояния на основе 4-жильного оптического волокна со стандартным диаметром экрана, чтобы воспользоваться преимуществами более широкой полосы пропускания" Стоит также напомнить, что предыдущий рекорд был установлен менее года назад, в августе 2020 года, и составил 179 Тбит/с. Это действительно выдающиеся достижения, учитывая, что в 2012 году компания IBM "Holy Optochip" впервые осуществила оптическую передачу данных со скоростью около 1 Тбит/с. Как видите, за последнее десятилетие скорость интернета значительно возросла.

На рисунке выше показана идеологическая схема системы передачи данных, разработанная японскими инженерами NICT. Далее следует краткое объяснение различных этапов передачи данных:

1. 552 оптических носителя различных длин волн совместно генерируются в частотной гребенке.

2. Мультиплексированная поляризация Модуляция 16QAM выполняется на выходном источнике света (с оптической частотной гребенкой), а задержка добавляется для создания различных последовательностей сигналов.

3. Каждая сигнальная последовательность вставляется в одну жилу 4-жильного оптического волокна.

4. После распространения в 4-жильном оптическом волокне длиной 69,8 км потери при передаче компенсируются оптическими усилителями в диапазонах S, C и L. Сигнал подается в 4-жильное оптическое волокно с помощью петлевого переключателя. Повторяя эту передачу в петле, конечное расстояние передачи составило 3001 км.

5. Сигнал принимался от каждой жилы и измерялась ошибка передачи.

В приведенной выше схеме системы передачи скорость передачи данных определялась использованием кодирования с коррекцией ошибок в передаваемом битовом потоке.

Этот график, в свою очередь, отображает результаты эксперимента и показывает скорость передачи данных (пропускную способность) после декодирования. Несмотря на некоторые различия, средняя скорость передачи данных на канал составляет около 145 гигабит в секунду для каждого ядра. В отличие от этого, средняя скорость передачи данных для объединенных суперканалов (4 ядра) составила более 580 гигабит в секунду! Скорость передачи данных в 319 терабит в секунду была достигнута в 552 волновых каналах.
Исследователи также обнаружили, что передаваемая информация и данные не ухудшают и не замедляют скорость интернета, даже при передаче на большие расстояния до 3001 км. Но здесь стоит упомянуть, что "система дальнего действия" была смоделирована в лаборатории с использованием спиральных кабелей.

Полученная скорость интернета примерно в 16 000 раз выше, чем у технологии 5G, которая пока доступна только в некоторых регионах мира. Однако реализация эксперимента в национальном или даже региональном масштабе будет чрезвычайно дорогостоящей. Кроме того, одним из ключевых аспектов масштабного развития Интернета является стоимость, и пользователи не хотят платить большие суммы за доступ к высокоскоростному Интернету. Исследователи из NICT обнаружили, что экспериментальная технология выходит далеко за рамки 5G и является гораздо более практичной, чем 5G!

Что можно сделать со скоростью интернета 319 Тбит/с?

Наверное, многие из нас сейчас задаются вопросом, как можно использовать такие высокие скорости передачи данных? Что ж, позвольте мне предложить вам несколько идей. С такой высокой скоростью интернета можно загрузить более 7000 фильмов высокой четкости всего за одну секунду. При скорости интернета 319 Тбит/с вы также можете загрузить все фильмы из библиотеки Netflix, которая содержит около 3781 фильма (по данным RealGood), менее чем за секунду.

Однако важно помнить, что 4-ядерное волокно разрабатывалось не для загрузки целых библиотек фильмов и телепередач. Высокоскоростная интернет-сеть была разработана для передачи огромных объемов нужных данных на большие расстояния. Исследователи также отмечают, что 4-ядерная волоконно-оптическая система нуждается в дальнейшей доработке, прежде чем ее можно будет использовать в реальном мире. Кроме того, создание такой сети в больших масштабах может оказаться очень дорогостоящим. Очень важной новостью является то, что новые 4-жильные линии, могут вписаться в "стандартную облицовку" . Это означает, что они могут поддерживаться существующей инфраструктурой.

Прогресс, достигнутый учеными NICT, возможно, повлияет на создание еще более быстрой магистральной сети в будущем. Ожидается, что технология 5G в конечном итоге обеспечит скорость около 10 Гбит/с. Однако это не меняет того факта, что 5G все равно придется подключаться к микросотам и даже к обширным оптоволоконным сетям существующего интернета. Именно поэтому те усовершенствования в области волоконно-оптических технологий, которые были сделаны NICT, имеют огромное значение. Развитие волоконно-оптических технологий делает мечту о сети 6G вполне реальной и чрезвычайно захватывающей перспективой .

Автор:
Лешек Блащик