Vědci dosáhli průlomu s dutými optickými vlákny: slibuje až o 45 % rychlejší přenos dat

Jak fungují dutá vlákna?

Tradiční optická vlákna vedou světlo skrz pevné skleněné jádro. I když je sklo extrémně průhledné, světlo se v něm šíří rychlostí asi 200 milionů metrů za sekundu. Dutá vlákna využívají inovativní přístup – světlo putuje vzduchem uvnitř vlákna, kde dosahuje rychlosti blížící se 300 milionům metrů za sekundu.

Obklopující skleněná mikrostruktura pak světlo přesně navádí po požadované trajektorii. Tento princip byl známý už desítky let, ale dřívější verze vláken trpěly příliš vysokými ztrátami signálu.

Technický pokrok

Největším problémem dutých vláken bylo, že signál rychle slábl. Zatímco moderní pevná vlákna mají ztráty kolem 0,14 decibelu na kilometr, první generace dutých vláken ztratila více než 1 decibel na kilometr. To znamenalo potřebu mnohem více zesilovačů v síti.

Tým vědců podporovaných Microsoftem nyní představili „dvojitě vnořené antirezonanční bezuzlové duté vlákno“ (DNANF, double nested antiresonant nodeless hollow core fiber). Tedy jeho vylepšenou verzi, se kterou se jim podařilo dosáhnout rekordně nízkých ztrát pouhých 0,091 decibelu na kilometr – poprvé v historii pod hranicí 0,1 dB/km.

Praktické výhody nové technologie

Nová vlákna podle studie nabízejí o 45 % rychlejší přenos dat oproti současným řešením. Kromě toho vědci slibují, že po dalším zdokonalení by mohla podporovat pět až desetkrát širší šířku pásma.

Snížené ztráty signálu znamenají méně potřebných zesilovačů, což by mohlo vést k úspornějším a ekologičtějším sítím. Francesco Poletti, jeden z hlavních vývojářů technologie, označil výsledek za „potenciální revoluci v optických komunikacích“.

Microsoft má podle vědců obrovskou vnitřní poptávku po této technologii a plánuje využít veškerou produkci příštích několik let pro vlastní potřeby. To není překvapivé – jako provozovatel rozsáhlé cloudové infrastruktury by Microsoft těžil ze zrychlených spojení mezi datovými centry. Dutá vlákna by mohla zlepšit výkon aplikací vyžadujících minimální latenci - od tréninku AI modelů přes dálkovou chirurgii až po autonomní vozidla. V mobilních sítích by pak mohla urychlit spojení mezi základnovými stanicemi a páteřní infrastrukturou.

Kdy technologie dorazí na trh?

Pro běžné nasazení si budeme muset počkat přibližně pět let. Technologie musí projít mezinárodní standardizací a na trh musí vstoupit více výrobců, aby se snížily náklady.

Dutá vlákna pravděpodobně nenahradí všechna současná optická spojení - ta mají stále obrovský nevyužitý potenciál. Nová technologie se nejspíše uplatní především v páteřních sítích a dlouhých spojeních, kde jsou rychlost a nízká latence kritické.

Zdroj: Nature, ispreview, Microsoft, The Register

Nvidia má problém: téměř 40 % jejích tržeb závisí jen na dvou záhadných zákaznících