فاطر رسا نور طراح مجری پروژه های فیبر نوری

پژوهشگران تکنولوژی فیبر نوری به تازگی توانسته‌اند رکورد جدیدی در نرخ انتقال داده‌ها ثبت کنند و موفق به دستیابی به نرخ انتقال داده‌ای برابر با 402 ترابیت بر ثانیه شده‌اند. این نرخ بسیار بالا بیانگر انتقال حجم عظیمی از داده‌ها در هر ثانیه است.

این تیم بین‌المللی از پژوهشگران نه تنها رکورد جهانی پیشین را شکسته‌اند، بلکه نرخ انتقال داده‌ای که به دست آورده‌اند چهار برابر سریع‌تر از سیستم‌های تجاری موجود است. این بدان معناست که فناوری جدید ۴۰۰٪ کارایی بیشتری نسبت به فناوری‌های کنونی دارد. این دستاورد ۳۳ درصد بهتر از رکورد جهانی پیشین بوده است که این افزایش نشان‌دهنده پیشرفت چشمگیر در زمینه تکنولوژی فیبر نوری است.

یکی از عوامل اصلی این موفقیت، استفاده از تقویت‌کننده‌های نوری بوده است. این تقویت‌کننده‌ها برای افزایش سیگنال‌ها در طول باندهای ارتباطی استفاده شده‌اند. در حالی که فناوری فیبر نوری سنتی کمتر از این تکنیک بهره می‌برد.

پاتنام، محقق ارشد در موسسه ملی فناوری اطلاعات و ارتباطات (NICT) در ژاپن، اظهار داشته است که افزایش نرخ انتقال داده‌ها عمدتاً به دلیل استفاده از طیف بیشتری از باندهای ارتباطی بوده است. این پژوهشگران از تجهیزات پیشرفته‌ای که توسط Nokia Bell Labs و شرکت Amonics توسعه یافته‌اند، استفاده کرده‌اند.

ساختار سخت‌افزار ارتباطی این تیم پژوهشی شامل شش تقویت‌کننده نوری جداگانه است که سیگنال‌های نوری را از طریق طول موج‌های مختلف باند C (استاندارد ارتباطی قوی) فشرده می‌کنند. علاوه بر این، از باندهای کمتر محبوب U، L، S، E و O نیز بهره گرفته‌اند. این باندها طیف گسترده‌ای از مادون قرمز نزدیک تا مادون قرمز موج‌های کوتاه را پوشش می‌دهند.

ترکیب این باندهای مختلف O) ، E، S، C، L و ( U به فناوری جدید این امکان را می‌دهد تا داده‌ها را با سرعت 402 ترابیت بر ثانیه از طریق انواع کابل‌های فیبر نوری که از قبل موجود هستند، انتقال دهد. این ترکیب باندها نه تنها امکان انتقال داده با سرعت بالا را فراهم کرده، بلکه از زیرساخت‌های موجود نیز بهره برده است.

پاتنام توضیح می‌دهد که سیستم‌های تجاری برتر جهان در حال حاضر با سرعت 100 ترابیت بر ثانیه عمل می‌کنند. این بدان معناست که موفقیت تیم پژوهشی در دستیابی به نرخ 402 ترابیت بر ثانیه تقریباً چهار برابر بهتر از بهترین سیستم‌های موجود است.

پیشرفت‌های دیگر و رکوردهای پیشین

اوایل امسال، تیمی از پژوهشگران دانشگاه آستون در بیرمنگام، انگلستان، توانستند با استفاده از تکنولوژی مشابه و تقسیم کار بین دو گروه، به سرعت 301 ترابیت بر ثانیه دست یابند که در آن زمان رکورد جهانی بود.

پهنای باند و ظرفیت کابل‌های فیبر نوری

پاتنام اشاره می‌کند که با فشرده‌سازی کامل و استفاده بهینه از تمامی کانال‌ها، حداکثر پهنای باندی که می‌توان از کابل‌های فیبر نوری موجود به دست آورد، احتمالاً حدود 600 ترابیت بر ثانیه است. این نشان می‌دهد که هنوز ظرفیت‌های بیشتری برای بهبود وجود دارد.

باند C و مزایای آن

باند C به عنوان باند "معمولی" ارتباطات در فیبر نوری شناخته می‌شود. سیگنال‌ها در این باند از کمترین افت سیگنال (گسیل سیگنال) رنج می‌برند. به عبارتی دیگر، سیگنال‌ها در باند C نسبت به سایر باندها شفافیت بیشتری دارند و کمتر تحت تأثیر پراکنش یا جذب قرار می‌گیرند. این باعث می‌شود که باند C برای ارتباطات فیبر نوری مناسب‌تر باشد.

چالش‌های دیگر باندها

در باندهای E و O، پراکنش ریلی (پدیده‌ای که باعث آبی بودن آسمان و قرمز بودن غروب‌ها می‌شود) باعث کاهش شفافیت فیبر نوری می‌شود. این امر نشان می‌دهد که انتقال داده در این باندها به تقویت قدرت سیگنال بیشتری نیاز دارد. در مقایسه با باند C که شفافیت بالاتری دارد، استفاده از باندهای دیگر ممکن است چالش‌برانگیزتر باشد.

نقش هوش مصنوعی در بهبود شبکه‌های فیبر نوری

1. تشخیص و بازگرداندن انحرافات:

الگوریتم‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین می‌توانند به سرعت و با دقت انحرافات سیگنال‌ها را در شبکه‌های فیبر نوری تشخیص دهند.

این الگوریتم‌ها می‌توانند به بهبود و بازگرداندن کیفیت سیگنال‌ها کمک کنند، تا داده‌ها با کمترین افت و اختلال منتقل شوند.

2. افزایش ظرفیت و کارایی:

با استفاده از تکنیک‌های هوش مصنوعی، می‌توان بیت‌های بیشتری را از طریق خطوط فیبر نوری فشرده‌تر و با کارایی بالاتر انتقال داد.

الگوریتم‌های هوش مصنوعی می‌توانند به طور هوشمند ترافیک داده‌ها را مدیریت کنند و ظرفیت شبکه را بهینه‌سازی کنند.

اهمیت هوشمندی، ایمنی و انعطاف‌پذیری

بایول تأکید می‌کند که شبکه‌های فیبر نوری باید هوشمند، ایمن و انعطاف‌پذیر باشند:

• هوشمندی: شبکه‌ها باید قادر به سازگاری با تغییرات محیطی و نیازهای مختلف باشند.

• ایمنی: حفظ امنیت داده‌ها و جلوگیری از دسترسی غیرمجاز به اطلاعات اهمیت زیادی دارد.

• انعطاف‌پذیری: شبکه‌ها باید توانایی تغییر و سازگاری با شرایط مختلف را داشته باشند تا بتوانند به بهترین شکل ممکن عمل کنند.

ارائه تحقیقات در کنفرانس ارتباطات فیبر نوری 2024

این تیم پژوهشی نتایج تحقیقات خود را در کنفرانس ارتباطات فیبر نوری 2024 که در سان دیگو برگزار شد، ارائه کردند. این کنفرانس یکی از بزرگترین و معتبرترین رویدادهای علمی در زمینه ارتباطات فیبر نوری است و فرصتی برای تبادل دانش و ارائه دستاوردهای جدید به جامعه علمی فراهم می‌کند.