Китайские исследователи продемонстрировали двунаправленную передачу данных со скоростью 3,2 петабита в секунду по единому оптическому волокну, что стало новым мировым рекордом пропускной способности волоконно-оптической линии связи. Для наглядности: за одну секунду по такому каналу можно передать более 20 000 фильмов в разрешении 4K. Испытания провела Китайская государственная лаборатория технологий и сетей оптической связи (входит в структуру China Information Communication Technologies Group, CICT) совместно с лабораторией «Пэнчэн» (Peng Cheng Laboratory) и компанией Fenghuo Fujikura Fiber Optic Technology. Результаты работы были направлены в ведущий международный научный журнал Journal of Lightwave Technology, а о достижении первым сообщило издание Science and Technology Daily.
Проблема «потолка» одномодовых волокон
Стремительное развитие искусственного интеллекта, масштабирование обучения нейронных моделей и рост числа дата-центров привели к взрывному увеличению сетевого трафика. Традиционные одномодовые волоконно-оптические системы, построенные на стандарте G.652, приближаются к предельной пропускной способности — порядка 100 Тбит/с при работе в диапазонах C+L. Расширение лишь спектрального диапазона уже не позволяет существенно преодолеть этот «потолок», что вынуждает исследователей искать архитектурные решения нового поколения. Именно в этом контексте была разработана инновационная система на базе многожильного волокна.
Архитектура 24-жильного волокна и мультиплексирование
Исследовательская группа использовала 10,3-километровый отрезок 24-жильного оптического волокна, сочетая многодиапазонное мультиплексирование в диапазонах S+C+L с пространственным мультиплексированием по жилам. В результате были созданы тысячи параллельных каналов передачи данных, что позволило увеличить общую пропускную способность одного волокна в 32 раза по сравнению с предельным значением для традиционного одножильного волокна. В системе применяются коммерческие когерентные оптические модули и методы модуляции с вероятностным формированием сигналов высокого порядка, обеспечивающие стабильную двунаправленную передачу в режиме реального времени. По данным старшего инженера по оптическим системам лаборатории Ян Чао (Yan Chao), скорость на канал составила 400 Гбит/с в S-диапазоне и 1,2 Тбит/с в диапазонах C+L.
Подавление перекрёстных помех и промышленная применимость
Ключевой инженерной задачей при работе с многожильным волокном является подавление перекрёстных помех между соседними жилами. Разработчики оптимизировали пространственное расположение жил, что позволило эффективно снизить взаимные помехи и упростить процедуру выравнивания сигналов. Такой подход обеспечивает баланс между максимальной производительностью передачи и практической пригодностью технологии для промышленного внедрения. По оценке Ян Чао, продемонстрированное решение подтверждает промышленный потенциал многожильных волокон как средства расширения полосы пропускания магистральных сетей.
Перспективы для инфраструктуры 6G и вычислительных кластеров
Скорость передачи 3,2 Пбит/с открывает возможности для соединения масштабных вычислительных центров, построения магистральных сетей передачи данных нового поколения и формирования инфраструктуры связи стандарта 6G. В условиях, когда объёмы данных, генерируемых системами искусственного интеллекта и распределёнными вычислительными кластерами, продолжают расти экспоненциально, многожильные волоконно-оптические системы становятся критически важным элементом цифровой инфраструктуры. Китайское достижение, зафиксированное в научной публикации, закрепляет позицию страны в гонке за технологическое лидерство в области оптической связи и задаёт новый ориентир для международных исследований в этой области.
