- 20,273
- 46
- 8 Ноя 2022
Сигнал оторвался от стекла и вышел на рекордную скорость внутри… ничего.
Учёные из Саутгемптонского университета совместно со специалистами Microsoft представили новый тип оптического кабеля , способный изменить будущее глобальных телекоммуникаций. Речь идёт о полых световодах (hollow-core fiber, HCF), где поток света проходит не через кварцевую сердцевину, как в традиционных линиях, а по воздушному каналу, окружённому тонкой стеклянной оболочкой. Теоретически такой принцип обеспечивает более высокую скорость передачи, ведь в воздухе свет идёт быстрее, чем в стекле. Но десятилетиями инженерам не удавалось реализовать эту идею на практике: показатели оставались хуже, чем у классических систем, а конструкции оказывались слишком сложными для эксплуатации.
В новой работе исследователи достигли рекордного результата: уровень затухания составил всего 0,091 дБ на километр при длине волны 1550 нм. Для сравнения, лучшие кварцевые линии демонстрируют минимум около 0,14 дБ/км. Кроме того, технология обеспечивает стабильные значения порядка 0,2 дБ/км в широкой полосе 66 ТГц и позволяет ускорить передачу информации примерно на 45 процентов. Это означает, что сигнал сможет преодолевать значительно большие расстояния без усилителей, а сети станут быстрее и экономичнее.
Авторы подчёркивают, что такие низкие значения возможны в спектральном диапазоне от 700 до свыше 2400 нм. Это открывает дорогу к выбору наиболее подходящей рабочей области в зависимости от возможностей оптоэлектроники и применяемых методов усиления. Фактически появляется шанс удешевить передачу данных на бит и использовать ранее недоступные участки спектра для связи с минимальными потерями.
Ключевым фактором стало совершенствование самой структуры. Разработчики свели к минимуму три основных источника затухания: утечку света наружу, поверхностное рассеяние и влияние микросгибов. Для проверки гипотез были изготовлены образцы длиной до 15 км, подтвердившие теоретические расчёты. Новый кабель относится к классу nested antiresonant nodeless hollow-core fiber (DNANF): в центре находится воздушный канал, окружённый многослойной стеклянной решёткой, которая удерживает и направляет поток.
По мнению специалистов, в дальнейшем можно будет снизить затухание ещё сильнее — возможно, до 0,01 дБ/км. Кроме того, архитектуру удастся адаптировать под разные рабочие диапазоны, сохраняя крайне малые потери. Даже нынешние показатели открывают путь к созданию подводных линий связи с увеличенными пролётами без повторителей, а также к применению в мощных лазерных установках и высокоточной сенсорике.
С ростом объёмов производства, повышением стабильности геометрии и устранением остаточных газов в центральном канале технология DNANF имеет все шансы стать базой для следующего поколения телекоммуникационных систем.
Учёные из Саутгемптонского университета совместно со специалистами Microsoft представили новый тип оптического кабеля , способный изменить будущее глобальных телекоммуникаций. Речь идёт о полых световодах (hollow-core fiber, HCF), где поток света проходит не через кварцевую сердцевину, как в традиционных линиях, а по воздушному каналу, окружённому тонкой стеклянной оболочкой. Теоретически такой принцип обеспечивает более высокую скорость передачи, ведь в воздухе свет идёт быстрее, чем в стекле. Но десятилетиями инженерам не удавалось реализовать эту идею на практике: показатели оставались хуже, чем у классических систем, а конструкции оказывались слишком сложными для эксплуатации.
В новой работе исследователи достигли рекордного результата: уровень затухания составил всего 0,091 дБ на километр при длине волны 1550 нм. Для сравнения, лучшие кварцевые линии демонстрируют минимум около 0,14 дБ/км. Кроме того, технология обеспечивает стабильные значения порядка 0,2 дБ/км в широкой полосе 66 ТГц и позволяет ускорить передачу информации примерно на 45 процентов. Это означает, что сигнал сможет преодолевать значительно большие расстояния без усилителей, а сети станут быстрее и экономичнее.
Авторы подчёркивают, что такие низкие значения возможны в спектральном диапазоне от 700 до свыше 2400 нм. Это открывает дорогу к выбору наиболее подходящей рабочей области в зависимости от возможностей оптоэлектроники и применяемых методов усиления. Фактически появляется шанс удешевить передачу данных на бит и использовать ранее недоступные участки спектра для связи с минимальными потерями.
Ключевым фактором стало совершенствование самой структуры. Разработчики свели к минимуму три основных источника затухания: утечку света наружу, поверхностное рассеяние и влияние микросгибов. Для проверки гипотез были изготовлены образцы длиной до 15 км, подтвердившие теоретические расчёты. Новый кабель относится к классу nested antiresonant nodeless hollow-core fiber (DNANF): в центре находится воздушный канал, окружённый многослойной стеклянной решёткой, которая удерживает и направляет поток.
По мнению специалистов, в дальнейшем можно будет снизить затухание ещё сильнее — возможно, до 0,01 дБ/км. Кроме того, архитектуру удастся адаптировать под разные рабочие диапазоны, сохраняя крайне малые потери. Даже нынешние показатели открывают путь к созданию подводных линий связи с увеличенными пролётами без повторителей, а также к применению в мощных лазерных установках и высокоточной сенсорике.
С ростом объёмов производства, повышением стабильности геометрии и устранением остаточных газов в центральном канале технология DNANF имеет все шансы стать базой для следующего поколения телекоммуникационных систем.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
