Japanin kansallisen tieto- ja viestintätekniikan instituutin, brittiläisen Astonin yliopiston ja yhdysvaltalaisen Nokia Bell Labsin tutkijat ovat rikkoneet tiedonsiirtoennätyksiä saavuttamalla ennennäkemättömät 402 terabitin sekuntinopeudet käyttämällä tavallista optista kuitua.

Kontekstin vuoksi terabitti on mittayksikkö biljoonalle bitille.

Ja asiayhteyden vuoksi, tällä nopeudella voisi ladata 50 000 teräväpiirtoelokuvaa vain yhdessä sekunnissa. Tämä läpimurto voisi mullistaa maailmanlaajuiset viestintäverkot ja parantaa datapalveluita maailmanlaajuisesti, sillä lähes välittömän viestinnän kysyntä rasittaa verkkoja.

Nämä verkot koostuvat ihmisen hiuksen paksuisista optisista kuiduista, jotka välittävät dataa valon avulla pitkiä matkoja suurilla nopeuksilla. Vielä suurempien nopeuksien saavuttamiseksi tiimi käytti edistyneitä vahvistustekniikoita ja monikaistaista aallonpituusjakoista multipleksointia: Kuvittele monikaistainen moottoritie, jossa jokainen kaista edustaa eri valon väriä, jolloin valtavat tietomäärät voivat kulkea samanaikaisesti ilman häiriöitä. Tutkijat käyttivät hienostuneita vahvistimia näiden valosignaalien tehostamiseen, jotka kattavat laajan aallonpituusalueen eli värialueen saavuttaakseen suuren tiedonsiirtonopeuden.

Tämä lähestymistapa mahdollisti massiivisen 37,6 terahertsin optisen kaistanleveyden. Yksi terahertsi on yhtä kuin 1 000 gigahertsiä, joka on sitten yhtä kuin 1 000 000 megahertsiä, mikä tekee siitä uskomattoman korkean taajuuden, joka kykenee kuljettamaan valtavia määriä dataa.

Maailmamme digitalisoituessa nopeampien ja luotettavampien internetyhteyksien kysyntä kasvaa räjähdysmäisesti. Esineiden internet, 5G ja 6G sekä edistyneet tekoälysovellukset vaativat vankkoja ja suuren kapasiteetin tietoverkkoja. Tämä uusi teknologia voi auttaa vastaamaan näihin vaatimuksiin lisäämällä merkittävästi olemassa olevien optisten kuitujen kapasiteettia ilman uusien kaapeleiden asentamiskustannuksia.

Reaalimaailman käyttötapauksia on runsaasti. Terveydenhuollossa nopeampi tiedonsiirto voisi tarkoittaa reaaliaikaisia etälääkärin konsultaatioita ja suurten kuvantamistiedostojen nopeaa jakamista, mikä voisi lisätä etäleikkausten luotettavuutta ja parantaa potilashoitoa. Nopeampi tiedonkäsittely voi tehostaa finanssipoliittisia toimintoja. Ja saumattomasta suoratoistosta ja mukaansatempaavista virtuaalitodellisuuskokemuksista voisi tulla paitsi helppokäyttöisempiä, myös nautinnollisempia. Vähemmän puskurointia, kukaan?

Tutkimusryhmä esitteli löydöksensä 47. kansainvälisessä optisten kuituyhteyksien konferenssissa korostaen tätä optisen viestinnän virstanpylvästä.

NICT:n ja sen kumppaneiden seuraaviin askeliin kuuluu uusien vahvistinteknologioiden ja -komponenttien kehittäminen optisten kuitujen ominaisuuksien laajentamiseksi entisestään. Tämä sisältää uusien siirtoikkunoiden tutkimisen ja siirtoalueen parantamisen, jotta nopeasti kasvavaan datakysyntään voidaan vastata kestävästi.