Китайські дослідники продемонстрували двонаправлену передачу даних зі швидкістю 3,2 петабіта за секунду по єдиному оптичному волокну, що стало новим світовим рекордом пропускної здатності волоконно-оптичної лінії зв'язку. Для наглядності: за одну секунду по такому каналу можна передати понад 20 000 фільмів у роздільній здатності 4K. Випробування провела Китайська державна лабораторія технологій та мереж оптичного зв'язку (входить до структури China Information Communication Technologies Group, CICT) спільно з лабораторією «Пелчен» (Peng Cheng Laboratory) та компанією Fenghuo Fujikura Fiber Optic Technology. Результати роботи були надіслані до провідного міжнародного наукового журналу Journal of Lightwave Technology, а про досягнення першим повідомило видання Science and Technology Daily.

Проблема «стелі» одномодових волокон

Стрімкий розвиток штучного інтелекту, масштабування навчання нейронних моделей та зростання кількості дата-центрів призвели до вибухового збільшення мережевого трафіку. Традиційні одномодові волоконно-оптичні системи, побудовані на стандарті G.652, наближаються до граничної пропускної здатності — близько 100 Тбіт/с під час роботи в діапазонах C+L. Розширення лише спектрального діапазону вже не дозволяє суттєво подолати цю «стелю», що змушує дослідників шукати архітектурні рішення нового покоління. Саме в цьому контексті була розроблена інноваційна система на базі багатожильного волокна.

Архітектура 24-жильного волокна та мультиплексування

Дослідницька група використала 10,3-кілометровий відрізок 24-жильного оптичного волокна, поєднуючи багатодіапазонне мультиплексування в діапазонах S+C+L із просторовим мультиплексуванням за жилами. У результаті було створено тисячі паралельних каналів передачі даних, що дозволило збільшити загальну пропускну здатність одного волокна у 32 рази порівняно з граничним значенням для традиційного одножильного волокна. У системі застосовуються комерційні когерентні оптичні модулі та методи модуляції з імовірнісним формуванням сигналів високого порядку, що забезпечують стабільну двонаправлену передачу в режимі реального часу. За даними старшого інженера з оптичних систем лабораторії Янь Чао (Yan Chao), швидкість на канал склала 400 Гбіт/с в S-діапазоні та 1,2 Тбіт/с у діапазонах C+L.

Придушення перехресних перешкод та промислова придатність

Ключовим інженерним завданням під час роботи з багатожильним волокном є придушення перехресних перешкод між сусідніми жилами. Розробники оптимізували просторове розташування жил, що дозволило ефективно знизити взаємні перешкоди та спростити процедуру вирівнювання сигналів. Такий підхід забезпечує баланс між максимальною продуктивністю передачі та практичною придатністю технології для промислового впровадження. За оцінкою Янь Чао, продемонстроване рішення підтверджує промисловий потенціал багатожильних волокон як засобу розширення смуги пропускання магістральних мереж.

Перспективи для інфраструктури 6G та обчислювальних кластерів

Швидкість передачі 3,2 Пбіт/с відкриває можливості для з'єднання масштабних обчислювальних центрів, побудови магістральних мереж передачі даних нового покоління та формування інфраструктури зв'язку стандарту 6G. В умовах, коли обсяги даних, що генеруються системами штучного інтелекту та розподіленими обчислювальними кластерами, продовжують зростати експоненціально, багатожильні волоконно-оптичні системи стають критично важливим елементом цифрової інфраструктури. Китайське досягнення, зафіксоване в науковій публікації, закріплює позицію країни в гонці за технологічне лідерство в галузі оптичного зв'язку та задає новий орієнтир для міжнародних досліджень у цій сфері.