Японцы вдвое превзошли рекорд скорости передачи данных по оптоволокну — 22,9 млн гигабит в секунду

Новый рекорд скорости передачи данных по оптоволокну, установленный японскими инженерами, ставит под вопрос не только технические ограничения современной инфраструктуры, но и саму архитектуру глобального интернета. Достигнутая скорость в 22,9 петабита в секунду — это не просто цифра, а демонстрация того, что пропускная способность существующих линий связи может быть увеличена в десятки раз без прокладки новых кабелей. Это открывает путь к эре truly неограниченного трафика, где узким местом станут не магистрали, а последняя миля и стоимость оборудования.

Технологический прорыв: как объединили три метода мультиплексирования

Исследователи из японского Национального института информационно-коммуникационных технологий (NICT) не просто разогнали существующую систему, а создали гибридную архитектуру, объединив три передовых подхода к передаче данных. Ключевым новшеством стала успешная комбинация мультиплексирования с пространственным разделением (SDM), многополосного мультиплексирования по длине волны (WDM) и технологии передачи по многожильному волокну (MCF). Ранее такие сложные конфигурации удавалось реализовать либо на кабелях с четырьмя жилами, либо на дистанции, не превышающей одного километра.

Для того чтобы заставить работать вместе 38-жильное 3-модовое волокно, 114 пространственных каналов и многополосную передачу, инженерам пришлось применить специальный многополосный приемник MIMO. Именно этот компонент позволил распутать сигналы, смешанные в результате одновременного использования разных диапазонов и мод.

Детали эксперимента: 750 каналов и 18,8 ТГц полосы

В ходе тестовой передачи на расстояние 13 км специалисты задействовали 293 волновых канала в S-диапазоне и 457 каналов в C- и L-диапазонах. Общее число WDM-каналов составило 750, что позволило покрыть полосу частот шириной 18,8 ТГц. Для модуляции сигнала использовалась поляризационно-мультиплексированная квадратурная модуляция 256-QAM, обеспечивающая высокую спектральную эффективность. Пропускная способность каждой отдельной жилы варьировалась от 0,3 до 0,7 петабита в секунду.

Примечательно, что теоретический потолок системы, по расчетам самих исследователей, еще не достигнут. При более оптимизированном кодировании и снижении шумов итоговая скорость могла бы составить 24,7 Пбит/с. Это говорит о том, что даже в рамках текущего экспериментального стенда есть запас для повышения производительности.

Предыдущий мировой рекорд в 10,66 Пбит/с был превзойден более чем в два раза. Для понимания масштаба: новая пропускная способность примерно в 20 раз превышает весь текущий интернет-трафик в мире, передаваемый каждую секунду.

Данное достижение является логическим продолжением многолетних усилий NICT по освоению спектрального пространства оптоволокна. Ранее группа демонстрировала рекорды, используя либо меньшее количество жил, либо более узкий диапазон частот. Новый эксперимент — это первый успешный случай интеграции всех трех технологий мультиплексирования в одной линии на практическом расстоянии, что доказывает их совместимость и масштабируемость.

Практическое внедрение подобных систем потребует полной замены усилительного и приемного оборудования на магистральных линиях связи. Однако, учитывая, что спрос на трафик удваивается каждые два-три года, коммерциализация таких технологий станет неизбежной в течение ближайшего десятилетия. В первую очередь выиграют дата-центры, операторы облачных сервисов и компании, занимающиеся высокопроизводительными вычислениями, для которых скорость обмена данными между кластерами уже сейчас является критическим ограничением.