Przełom po 40 latach, światłowód wspierany przez Microsoft bije rekord i przyspiesza internet
Po 40 latach stagnacji nadchodzi rewolucja w światłowodach. Nowa technologia z pustym rdzeniem (HCF) pozwala danym podróżować przez powietrze, a nie szkło, co zmniejsza opóźnienia. Wspierany przez Microsoft zespół pobił już rekord niskiej utraty sygnału.
Infrastruktura światłowodowa jest obecnie kluczowa dla funkcjonowania społeczeństwa, ale sama technologia jest dosyć przestarzała. O ile elektronika, taka jak komputery czy peryferia, stale się rozwija, o tyle w przypadku światłowodów postęp mocno wyhamował, i to na blisko 40 lat.
Konstrukcja, która bazuje na włóknach krzemionkowych, nie zmieniła się od 1980 roku. W końcu jednak możemy doczekać się przełomu za sprawą wspieranego przez Microsoft zespołu badawczego, który pracuje nad światłowodami o „pustym rdzeniu” (wide: Tom's Hardware).
Na czym polega problem z obecnymi światłowodami?
Stosowane obecnie światłowody to, w dużym uproszczeniu, rury w całości wypełnione szkłem. Światło (czyli dane) wykorzystuje szkło jako swoją ścieżkę, co jednak powoduje, że prędkość przesyłu jest niższa o około 30-50% w porównaniu do jego tempa w powietrzu lub w próżni. Wynika to z właściwości fizycznych tego materiału, a to z kolei powoduje opóźnienia w przesyłaniu danych, czyli tzw. latencję.
Do tego, podczas przechodzenia przez szkło, sygnał świetlny traci na sile. Oznacza to, że na długich dystansach trzeba go regularnie wzmacniać, co wymaga dodatkowej energii i infrastruktury. Konwencjonalne światłowody jednomodowe prowadzą światło przez szklany rdzeń, spowalniając sygnały do około 200 milionów metrów na sekundę, co stanowi zaledwie dwie trzecie ich potencjalnej prędkości w próżni. Dlatego właśnie nowy projekt może radykalnie zmienić szybkość przesyłu danych.
Czym jest rewolucja „Hollow-Core Fiber”?
W 2022 roku Microsoft przejął firmę Lumenisity Limited, specjalizującą się w technologii HCF (hollow-core fiber), czyli światłowodów o pustym rdzeniu. Rewolucja w tym przypadku polega na prostej, ale genialnej zmianie: zamiast szklanego rdzenia nowe światłowody mają w środku pustą przestrzeń wypełnioną powietrzem. Sygnał świetlny podróżuje więc przez powietrze, a nie przez szkło, a specjalna, skomplikowana struktura wokół tej pustej przestrzeni utrzymuje go w środku, niczym w lustrzanym tunelu.
Zespołowi z Lumenisity udało się zbudować światłowód z pustym rdzeniem, który osiągnął najniższą utratę sygnału, jaką kiedykolwiek zarejestrowano. W artykule opublikowanym 1 września w czasopiśmie Nature Photonics ogłoszono, że konstrukcja osiągnęła tłumienność na poziomie zaledwie 0,091 dB/km przy długości fali 1550 nm. Zastosowana technologia to konstrukcja znana jako DNANF (double nested antiresonant nodeless fiber).
To ogromny sukces oraz zapowiedź zmian, jakie mogą nas czekać w przyszłości – światłowody z pustym rdzeniem mogą przesyłać sygnały o znacznie większej mocy bez zniekształceń, co pozwoli na osiągnięcie o wiele wyższych prędkości internetu. Co prawda cały projekt wymaga jeszcze dopracowania oraz powolnego wdrażania, ale już na horyzoncie widać rewolucję w budowie infrastruktury sieciowej, jakiej nie widzieliśmy od lat.
