Оптоволоконні кабелі швидкі, але не ідеальні. Новий дизайн кабелю використовує менше скла та більше повітря, що дозволяє сигналам рухатися майже зі швидкістю світла. Експерти називають це можливим проривом у комунікаційних технологіях.
Міжнародна команда дослідників повідомила у журналі Nature Photonics, що новий кабель може передавати сигнали майже зі швидкістю світла, що значно покращить роботу мереж у майбутньому. Новий кабель працює на 45% швидше, ніж традиційні оптоволоконні кабелі. «Це практично максимальна швидкість, яку можна уявити для кабелю», — зазначає Маркус Шмідт з Інституту фотонних технологій імені Лейбніца.
Як повітря робить кабель швидшим
Оптоволоконні кабелі передають світлові сигнали, які наприкінці перетворюються на електричні. Частина світла поглинається склом, тому сигнали слабшають і потребують підсилення через кожен кілометр.
У новому кабелі ці втрати значно менші. Секрет — складна оболонка з оптоволокон, а всередині — порожнина з повітря. Світло рухається через повітря, утримуючись оболонкою, що забезпечує швидшу передачу. «Сигнали рухаються майже зі швидкістю світла у вакуумі, як у космосі», — пояснює Шмідт.
Більше даних одночасно
Крім швидкості, кабель дозволяє передавати більше даних одночасно. Порожнина забезпечує ширший спектр світлових хвиль, тобто майже всі кольори світла можна використовувати. Це збільшує пропускну здатність, що особливо важливо через зростання потокового відео, хмарних сервісів та штучного інтелекту.
«Більше даних передається швидше від точки А до точки Б», — додає Майкл Фроз із Інституту фізики світла Макса Планка.
Виробництво та застосування
Оптоволоконні кабелі виготовляють на спеціальних «тягнучих баштах». Скло нагрівається та витягується у волокна. Тепер є перші виробничі потужності для порожнинних волокон. Планується збільшення виробництва з 10 000 км на рік до понад 1 мільйона км. Для порівняння, звичайних волокон виробляють близько 400 млн км щороку.
«Microsoft уже використовує нові кабелі у деяких дата-центрах США», — зазначає Шмідт. Там перевіряють переваги для високопродуктивних обчислень і хмарних сервісів: швидкість, стабільність та енергоефективність.
Фахівці бачать великі перспективи для підводних кабелів та магістральних ліній, адже новий кабель зменшує потребу у підсилювачах, економлячи енергію та кошти. Втім, поки що порожнинні волокна значно дорожчі: 500–1 000 євро за метр проти кількох центів за звичайне волокно.
Інфраструктура для ери штучного інтелекту
Microsoft придбала стартап Lumenisity, заснований одним із авторів дослідження, Франческо Полетті, щоб впроваджувати нові кабелі у дата-центрах для ШІ. Нові волокна дозволяють швидше тренувати моделі штучного інтелекту, передавати великі обсяги даних між процесорами та зменшувати затримки.
Наступний крок у телекомунікаціях
Технологія планується для використання у дата-центрах та між ними. «У США центри даних розташовують кожні 40 км навколо міст і поступово підключають їх до порожнинних кабелів», — пояснює Шмідт.
Технічно це може стати новим етапом розвитку комунікацій: від телеграфу до сучасної оптоволоконної мережі. Порожнинне волокно — це наступна інновація, де більшість скла замінено на повітря, що забезпечує швидшу, ефективнішу та надійнішу передачу даних.
