رکورد جهانی سرعت اینترنت شکست: ۱ میلیون گیگابایت در ثانیه توسط محققان ژاپنی بر روی فیبر نوری ۱۹ هسته‌ای

سرعت‌های فعلی انتقال داده برای پشتیبانی از هوش مصنوعی (AI)، واقعیت مجازی (VR)، اینترنت اشیاء (IoT) و سایر فناوری‌های نوظهور کافی نیستند. اما حالا یک فناوری شگفت‌انگیز ارائه شده است. با استفاده از یک فیبر نوری ۱۹ هسته‌ای، ژاپنی‌ها رکورد جهانی سرعت اینترنت شکستند و به سرعت ۱ میلیون گیگابایت در ثانیه رسیدند! برای درک بهتر باید بگویم که این یعنی ۸ میلیون برابر سریع‌تر از سریع‌ترین اینترنت فیبرنوری که در ایران و با سختی فراوان “شاید” بتوانید به آن دسترسی پیدا کنید.

اینترنت

تصور کنید که ۱۰ هزار فیلم 4K را تنها در یک ثانیه دانلود کنید! تیمی از محققان ژاپنی با استفاده از یک فیبر نوری با طراحی خاص ۱۹ هسته‌ای که ضخامتی بیشتر از فیبرهای امروزی ندارد، به چنین سرعت اینترنت سرسام‌آوری دست یافته‌اند.

این محققان با انتقال ۱.۰۲ پتابیت (معادل ۱.۰۲ × ۱۰^۶ گیگابایت) داده در هر ثانیه بر روی فاصله‌ای به طول ۱۸۰۸ کیلومتر (حدود ۱۱۱۸ مایل) با استفاده از فیبر نوری کوپل شده ۱۹ هسته‌ای خود، رکورد جهانی جدیدی را به ثبت رساندند. با این حال، این دستاورد فقط به معنای اینترنت سریع‌تر نیست.

در مطالعه جدید خود، محققان ادعا می‌کنند که فناوری فیبر نوری تازه توسعه‌یافته آن‌ها می‌تواند به ما کمک کند تا شبکه‌های خود را برای آینده‌ای آماده کنیم که در آن به لطف هوش مصنوعی، نسل ششم اینترنت (6G)، اینترنت اشیاء و فراتر از آن، ترافیک داده به شدت افزایش خواهد یافت.

دانش پشت این سرعت اینترنت شگفت‌انگیز

سال‌هاست که دانشمندان تلاش می‌کنند مقدار داده‌ای را که می‌تواند از طریق فیبرهای نوری عبور کند، افزایش دهند. در حالی که پیش از این موفق به ارسال داده با سرعت پتابیت در ثانیه شده بودند، تنها می‌توانستند این کار را در فواصل کوتاه (کمتر از ۱۰۰۰ کیلومتر یا ۶۲۱ مایل) انجام دهند.

چالش انتقال در مسافت طولانی

انتقال در مسافت طولانی همیشه چالش‌برانگیز بوده است، زیرا سیگنال با طی مسافت ضعیف می‌شود و تقویت آن در چندین هسته فیبر بدون ایجاد تداخل، یک چالش فنی بزرگ است. نویسندگان این مطالعه با طراحی نوع خاصی از فیبر نوری – یک فیبر نوری ۱۹ هسته‌ای – به این مشکل پرداخته‌اند.

کابل فیبر نوری ۱۹ هسته‌ای

راه‌حل: فیبر ۱۹ هسته‌ای و تقویت هوشمند

این مانند جایگزین کردن یک جاده تک‌بانده با یک ابربزرگراه ۱۹ بانده است که همگی در یک فیبر به ضخامت تنها ۰.۱۲۵ میلی‌متر (هم‌اندازه فیبرهای مورد استفاده در زیرساخت‌های موجود) گنجانده شده‌اند. هر هسته داده‌ها را به طور مستقل حمل می‌کرد و در مجموع، امکان انتقال همزمان حجم عظیمی از اطلاعات را فراهم می‌کردند.

محققان همچنین یک سیستم تقویت هوشمند (Smart Amplification) توسعه دادند. سیگنال‌های نوری با حرکت در طول فیبر قدرت خود را از دست می‌دهند، بنابراین از تقویت‌کننده‌ها برای افزایش قدرت آن‌ها استفاده می‌شود. با این حال، یک نکته وجود داشت: هر هسته باید به طور همزمان و در دو باند نوری مختلف (باند C و باند L) تقویت می‌شد.

این تیم سیستمی ساخت که از ترکیبی از تقویت‌کننده‌های ویژه برای انجام این کار در تمام ۱۹ هسته بدون تداخل سیگنال‌ها استفاده می‌کرد. آن‌ها ۱۹ حلقه بازچرخشی (recirculating loops) راه‌اندازی کردند که هر کدام از یک هسته فیبر استفاده می‌کرد و سیگنال‌ها را ۲۱ بار از آن‌ها عبور دادند تا فاصله کلی ۱۸۰۸ کیلومتر را شبیه‌سازی کنند.

در انتهای مسیر، یک گیرنده ۱۹ کاناله سیگنال‌ها را دریافت کرد و یک پردازنده دیجیتال مبتنی بر MIMO (چند ورودی، چند خروجی) آن‌ها را پاک‌سازی کرده، تداخل را حذف و نرخ داده را محاسبه نمود.

نتایج شگفت‌آور و رکوردشکنی

نتیجه شگفت‌انگیز بود. ظرفیت کلی ۱.۰۲ پتابیت بر ثانیه بر روی ۱۸۰۸ کیلومتر به دست آمد که رکورد جهانی جدیدی را برای ارتباطات فیبر نوری با استفاده از فیبرهای با اندازه استاندارد به ثبت رساند. حتی چشمگیرتر، محصول ظرفیت-فاصله (capacity-distance product)، که یک معیار کلیدی برای عملکرد فیبر است، به ۱.۸۶ اگزابیت بر ثانیه-کیلومتر رسید که بالاترین میزان ثبت شده تاکنون است.

یک فناوری فیبر قدرتمند و کاربردی

البته این اولین بار نیست که یک فیبر نوری ۱۹ هسته‌ای مورد آزمایش قرار می‌گیرد. نویسندگان مقاله افزودند:

“انتقال با نسل قبلی فیبر ۱۹ هسته‌ای کوپل شده به ۱.۷ پتابیت بر ثانیه در فاصله نسبتاً کوتاه ۶۳.۵ کیلومتر محدود بود.”

با این حال، این واقعاً اولین بار است که این فناوری انقلابی با انتقال داده در بیش از ۱۸۰۰ کیلومتر، محدودیت‌های فاصله را شکسته است. این موفقیت می‌تواند نحوه ساخت اینترنت فردا را کاملاً تغییر دهد.

همانطور که جهان وارد دوران پس از 5G می‌شود، با خودروهای خودران، دستیاران هوش مصنوعی، واقعیت مجازی لحظه‌ای و میلیاردها دستگاه متصل، به بزرگراه‌های داده عظیمی برای فعال نگه داشتن همه چیز نیاز خواهیم داشت.

نویسندگان مقاله افزودند:

“در جامعه پس از 5G، انتظار می‌رود حجم ترافیک داده به دلیل خدمات ارتباطی جدید به طور انفجاری افزایش یابد و تحقق زیرساخت‌های پیشرفته اطلاعات و ارتباطات ضروری است.”

این تحقیق نشان می‌دهد که ساخت شبکه‌های فیبر نوری فوق سریع و دوربرد بدون تغییر اندازه زیرساخت‌های موجود امکان‌پذیر است، که استقرار آن در دنیای واقعی را بسیار آسان‌تر می‌کند. با این حال، هنوز مشخص نیست که این فناوری جدید فیبر نوری چه زمانی واقعاً عرضه خواهد شد.

نظر شما درباره این رکورد جهانی سرعت اینترنت چیست؟ فکر می‌کنید آینده انتقال اطلاعات به چه سمتی پیش می‌رود؟