امروزه نیاز به سرعت بالای اینترنت برای انجام کارهای مختلف برکسی پوشیده نیست. بسیاری از پروژه‌ها، بازی‌های رایانه ای، کنفرانس‌های ویدیویی و … به سرعت زیادی نیاز دارند. اگرچه اپراتورها‌ی شبکه و 5G و WIFI 6&7 در حال گسترش روزافزون هستند، دانشمندان حوزه کامپیوتر به دنبال ارقام بزرگتری برای سرعت هستند. اگر مشتاق هستید درباره فناوری WIFI 7 بیشتر بدانید به شما توصیه می‌کنیم به مقاله “Wi-Fi 7، نسل بعدی فناوری بی سیم ” مراجعه کنید.از همین رو موسسه ملی فناوری اطلاعات و ارتباطات ژاپن (NICT)  توانسته رکورد جدیدی در این عرصه به ثبت برساند.

با ما همراه باشید تا هرآنچه از این دست‌آورد جدید می‌دانیم در اختیار شما قرار دهیم…

گامی روبه جلو

تقاضا برای افزایش ظرفیت انتقال داده، هم الهام‌بخش بررسی پنجره‌های انتقال طیفی جدید و هم فیبرهای نوری پیشرفته‌ای است که از موازی‌سازی در حوزه فضایی استفاده می‌کنند. در سال‌های اخیر، فیبرهای پیشرفته با قطر پوششی مشابه فیبرهای نوری تک حالته استاندارد، اما قادر به پشتیبانی از مسیرهای انتشار چندگانه پیشنهاد شده‌اند.

همچنین این فیبرها می‌توانند ظرفیت انتقال را چند برابر کنند، اما همچنان با فرآیندهای تولید موجود سازگار هستند و به عنوان یک گزینه احتمالی برای پذیرش تجاری کوتاه مدت این فناوری ارتباطات متحول کننده ظاهر شده اند. NICT با ساخت سیستم‌های انتقال مختلف و با استفاده از فیبرهای نوری جدید، به رکوردهای جهانی مختلفی دست یافته است. این موسسه بالاخره موفق شد اولین نمایش انتقال 1 پتابیت در ثانیه را در فیبر با قطر استاندارد با استفاده از فیبر نوری 15 حالته انجام دهد.

با این حال، چنین فیبرهایی به پردازش سیگنال دیجیتال پیچیده MIMO (Multiple-input-Multiple-output) برای بر هم زدن سیگنال هایی که در طول انتقال مخلوط می شوند، نیاز دارند و انتظار می رود استقرار عملی این دستاورد، نیازمند توسعه مقیاس بزرگ مدارهای مجتمع اختصاصی باشد.

دستاوردهای NICT

همانطور که گفتیم، مهندسان مؤسسه ملی فناوری اطلاعات و ارتباطات ژاپن (NICT) رکورد جهانی جدیدی را برای سرعت انتقال داده از طریق کابل های فیبر نوری گزارش کرده‌اند. آن‌ها ادعا می کنند که نرخ 319 ترابیت در ثانیه (Tb/s) است در حالی که بالاترین نرخ قبلی 178 ترابیت بر ثانیه بود. مهم‌تر از همه، این گروه در طول قابل‌توجهی از کابل و یک تغییر بالقوه امکان‌پذیر در فناوری معمولی بدین امر دست یافته‌اند. این امر نه تنها رکورد جهانی بالاترین سرعت اینترنت را می‌شکند، بلکه آن را دو برابر رکورد قبلی می‌کند.

آن‌ها این کار را با استفاده از تکنیک تقسیم طول موج مالتی پلکس (WDM) انجام دادند که توسط آن سیگنال مورد نظر به تعدادی طول موج جداگانه تقسیم می‌شود. سپس به طور همزمان ارسال می‌شود و از طریق یک لیزر شانه ای 552 کانال شلیک می‌شود.

همچنین برای دستیابی به  این سرعت، محققان با ترکیب دو نوع تقویت کننده فیبر دوپ شده با خاک کمیاب، یک مجموعه آزمایشی حلقه انتقال چرخشی ایجاد کردند. از این رو، ترکیب تقویت‌کننده‌های فیبر دوپ‌شده اربیوم و تولیوم و تقویت‌کننده رامان توزیع‌شده، انتقال از راه دور بیش از 3001 کیلومتر را امکان‌پذیر کرد.

با توجه به این نکته، محققان NICT ادعا می‌کنند که نوع جدیدی از ساختار داخلی را برای این کابل ایجاد کرده‌اند که شامل چهار “هسته” یا لوله شیشه‌ای می‌شود( بدون اینکه به تقویت‌کننده‌های جدید دوپ شده در تولیوم یا اربیوم اشاره کنند). از طرفی، این اجزای جدید به عنوان قابلیت اتصال به محفظه کابل معمولی (با قطر 0.125 میلی متر) توصیف می‌شوند. بنابراین، این بخش از سیستم جدید و رکورددار می‌تواند به طور بالقوه زیرساخت‌های موجود را از طریق مقاوم‌سازی تقویت کند.

جدول مقایسه نمایش های اخیر انتقال فیبر 4 هسته ای توسط NICT

انتقال فیبر چهار هسته ای با قطر روکش استاندارد برای پذیرش زودهنگام الیاف جدید مالتی پلکسی تقسیم فضایی (SDM) در لینک های با توان بالا و مسافت طولانی چشمگیر و جذاب خواهد بود. علت جذابیت این امراین است که با زیرساخت های کابلی معمولی سازگاری دارد و انتظار می رود قابلیت اطمینان مکانیکی خوبی داشته باشد.

امروزه از فیبرهای تک حالته فراتر از 5G، افزایش انفجاری ترافیک داده از خدمات اطلاعات و ارتباطات جدید انتظار می‌رود. بنابراین بسیار مهم است که نشان دهیم فیبرهای جدید چگونه می توانند این تقاضا را برآورده کنند. امید است که این نتیجه به تحقق سیستم‌های ارتباطی جدید که قادر به پشتیبانی از خدمات جدید پهنای باند هستند کمک کند.

اما آیا به راستی این فیبرهای جدید قادر به انجام چنین کاری خواهند بود؟

16000 برابر سریعتر از 5G !!!

سرعت انتقال داده، که بیشتر به عنوان سرعت اینترنت شناخته می‌شود، مهمترین جنبه صنعت مخابرات است. از آن‌جا که  سرعت اینترنت در همه جا مهم به شمار می‌آید، از برنامه های ماهانه یک ارائه دهنده خدمات گرفته تا نیاز اساسی برای اجرای بازی های آنلاین و … پس شاید لازم باشد زیرساخت‌های مخابراتی و اپراتورهای شبکه، نگاهی ویژه‌ای به این مسئله داشته باشند.

نکته‌ای که نیاز است بدان توجه کنید این است که، سرعت اینترنتی که  دانشمندان  ژاپنی ثبت کرده‌اند، تقریباً 16000 برابر سریعتر از سرعت فناوری 5G است. این امر درحالی است که هنوز در برخی از نقاط جهان تکنولوژی 5G در دسترس عموم جامعه قرار ندارد. با این حال، برای اجرای آزمایش در مقیاس ملی یا حتی منطقه ای، راه اندازی این فناوری بسیار پرهزینه خواهد بود.

به راستی که یکی از جنبه های کلیدی راه اندازی اینترنت در مقیاس بزرگ هزینه آن است، زیرا کاربران نمی‌توانند مبلغ زیادی را پرداخت کنند. دانشمندان در NICT تصور می‌کنند که این فناوری فراتر از 5G و کاربردی تر از آن باشد.

نظر شما چیست؟ آیا فکر می‌کنید راه اندازی چنین فناوری‌ با این سرعت امری است که اپراتورها بتوانند از پس هزینه گزاف آن برآیند؟

نیازی نیست که بگوییم، به این زودی‌ها شاهد اجرای این فناوری در دنیای واقعی نخواهیم بود. هزینه‌های این راه‌اندازی به تنهایی در حال حاضر بسیار زیاد است. همچنین این فناوری بیش از هر برنامه کاربردی دیگری برای زیرساخت اینترنت مفید خواهد بود.

چشم انداز آینده NICT

NICT به ترویج تحقیق و توسعه فیبرهای نوری پیشرفته برای کاربردهای کوتاه مدت و بلندمدت خود ادامه خواهد داد. این موسسه  به دنبال بهبود مستمر سیستم های ارتباطی نوری به نفع جامعه است. همانطور که می‌دانید این روز‌ها اکثر دانشمندان حوزه تکنولوژی و بخصوص فعالان عرصه زیرساخت، بیشتر به دنبال توسعه سیستم‌های انتقال باند وسیع هستند و فناوری‌هایی را برای افزایش بیشتر ظرفیت انتقال فیبرهای چند هسته‌ای با تعداد هسته کم و سایر الیاف جدید بررسی می‌کنند. حال باید منتظر بمانیم تا شاهد ظهور توسعه‌های چشمگیر در این عرصه باشیم.

جمع بندی

برای سال‌ها، مهندسان زیادی در سراسر جهان تحقیقات فشرده‌ای  برای افزایش نرخ داده در سیستم‌های انتقال نوری انجام داده‌اند. اخیراً، علاقه به کابل های فیبر نوری به دلیل پهنای باند انتقال گسترده تر آن‌ها افزایش یافته است. همین امر سبب شده تا گروهی از مهندسان ژاپنی با استفاده از کابل‌های نوری به بالاترین سرعت اینترنت در جهان دست یابند.

مهندسان NICT ادعا می‌کنند که فناوری جدید کابل‌های نوری، نرخ مؤثر 957 پتابیت در ثانیه در هر کیلومتر را به همراه دارد. این دستاورد در کنفرانس بین المللی ارتباطات فیبر نوری  (ICOFC) توسط رهبر گروه NICT، ارائه شد.

اما تحقق این فناوری و گسترش آن نیازمند هزینه‌های سرسام‌آوری است که هر اپراتوری قادر به پرداخت آن نخواهد بود. لذا باید صبر کنیم تا ببینیم آیا امکان دست یابی به این سرعت با هزینه‌های کمتری در آینده نزدیک وجود خواهد داشت یا خیر…

در نهایت امیدواریم این مطلب برای شما مفید بوده باشد. در صورتی که اطلاعات جدیدی در این مورد گردآوری کنیم حتما با شما به اشتراک خواهیم گذاشت. از طرفی برای کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید بدین صفحه مراجعه کنید.

بی‌صبرانه منتظر نظرات، پیشنهادات و پرسش‌های شما عزیزان هستیم.