Коли вичерпані всі апаратні можливості для підвищення швидкості передачі даних та зниження затримок, у хід ідуть приховані резерви. Одним із них стало порожнисте оптоволокно (HCF, Hollow Core Fiber): у його заповненій газом серцевині світло поширюється зі швидкістю, близькою до швидкості світла у вакуумі, що приблизно на третину швидше, ніж у звичайному склі. Саме на такому волокні китайські дослідники провели перше публічно відоме випробування лінії зв'язку протяжністю понад 1000 км, встановивши світовий рекорд дальності передачі даних по порожнистій серцевині.
Перший експеримент на тисячу кілометрів
Нагадування про те, що технологія вже працює, прийшло ще минулого року: компанія Microsoft почала використовувати оптоволокно HCF для з'єднання своїх центрів обробки даних на відстанях у межах півсотні кілометрів. Китайський експеримент вивів технологію на принципово новий масштаб. У випробуванні брали участь три сторони: дослідницький інститут China Telecom, виробник оптоволоконних кабелів YOFC та компанія ZTE, що випускає телекомунікаційне обладнання. Спільна команда розгорнула дослідну лінію довжиною 1007,48 км.
Важливе зауваження: лабораторний масив, а не магістраль
Ключова деталь, яку варто враховувати при оцінці результату: лінія не була прокладеною в землі або повітрі магістраллю. Вона являла собою зібраний у лабораторії масив із понад 300 котушок оптоволокна, у кожній з яких знаходилося від 2 до 5 км волокна. При цьому для розгортання використовувалося звичайне телекомунікаційне обладнання, доступне в комерційному продажі, що робить результат відтворюваним і практично значущим, а не суто академічним.
128 Тбіт/с сумарно і затримка 3,43 мс
По одному волокну дані передавалися одночасно в обох напрямках зі швидкістю 64 Тбіт/с у кожну сторону, тобто сумарна пропускна здатність досягла 128 Тбіт/с. Одностороння затримка на відстані 1000 км склала 3,43 мс — проти приблизно 5 мс при передачі по звичайному волокну з твердою серцевиною. Це скорочення затримки на сотні відсотків у відносному вираженні має значення для високошвидкісних обчислювальних і мережевих додатків.
Як вдалося подолати поглинання газу
Головним технічним завданням було придушити поглинання світла в робочих діапазонах довжин хвиль, що викликається газами, які знаходяться в серцевині — зокрема вуглекислим газом і монооксидом вуглецю. Удосконалена технологія виробництва оптоволокна дозволила вирішити це завдання і довести втрати до рівня, прийнятного для передачі на тисячу кілометрів.
Стратегічний контекст: «дані із заходу, обчислення на сході»
На відміну від досвіду Microsoft, орієнтованого на порівняно невеликі відстані між ЦОД, китайські розробники реалізують проект саме для магістральних ліній передачі даних, де виграш від порожнистої серцевини буде максимальним — у тому числі при передачі даних для систем штучного інтелекту та роботи з великими обсягами інформації. Це вписується в національну стратегію «дані із заходу, обчислення на сході»: потужні обчислювальні кластери створюються поблизу джерел генерації енергії, багато з яких розташовані на сході країни, тоді як дані генеруються переважно в центрах ділової та наукової активності на заході. У таких умовах збільшення пропускної здатності магістральних ліній «на рівному місці» — без прокладки нових кабелів — набуває стратегічного значення.
