Nové optické kabely s rychlostí petabitů za sekundu

Karel Javůrek  |  Technika

Nejmodernější optické linky se pyšní stovkami gigabitů za sekundu, testovací okruh i jednotkami terabitů za sekundu. S novou technologii optických kabelů ale brzy dorazí i propustnost v řádu petabitů.

Objem dat přenášených skrze internet stoupá exponenciálně a s tím souvisí i nutnost zvyšovat propustnost jednotlivých spojů nejen v rámci páteřní sítě, ale i u koncového uživatele, který si za pár let bude chtít rychle zálohovat a zároveň streamovat svůj dvouhodinový záznam z oslavy narozenin v rozlišení 8K pro celou rodinu po celém světě.

Jak stoupá kvalita multimediálního obsahu, který se na objemu dat podílí asi nejvíce, i jeden člověk připojený k internetu může už dnes během jediného dne přenášet objemy v řádu stovek gigabajtů. Nastupující služby v podobě streamování filmů a seriálů v rozlišní 4K takové objemy dat přinesou v mnohem větším množství i u uživatelů, kteří běžně „nestahují“.

Když ani terabitové sítě nestačí

O rekordy v oblasti přenosů dat přes optické kabely se neustále pokoušejí různé společnosti. Jednou z nich je i japonská NTT, která v minulosti představila například přenos s rychlostí jednotek terabitů za sekundu na vzdálenosti přes 2 000 km.

Tentokrát byl ale milník posunut na zcela novou úroveň. Pomocí speciálních vícejádrových optických kabelů (nejen procesory a grafiky se předhánějí v počtu jader) byl dosažen rekord na vzdálenost 450 km.

Téměř jeden petabit za sekundu

Vícejádrový obousměrný optický kabel měl celkem 12 jader, šest jader bylo určeno pro přenos dat v jednom směru. Pro dosažení vysoké propustnosti inženýři použili techniku PDI (Propagation Direction Interleaving), která hraje velmi důležitou roli k dosažení rychlostí v oblasti stovek terabitů za sekundu, protože zabraňuje ovlivňování signálů mezi jednotlivými jádry.

Celkový průměr optického kabelu s 12 jádry byl 230 mikrometrů včetně pláště, samotné jedno jádro má povrch o velikosti 105,8 mikrometrů čtverečních. Datový přenos probíhal pomocí 406 laserů tvořící 406 rozdílných kanálů, které byly v rámci každého jádra kombinované s DWDM (Dense Wavelength-division Multiplexing) a dalšími technologiemi. Výsledný útlum signálu byl pouze 0,186 dB na jeden kilometr.

Uspořádání 12jádrového optického kabelu, pomocí kterého bylo dosaženo obousměrné propustnosti 818 Tb/s. Zdroj: LaserFocusWorld
Uspořádání 12jádrového optického kabelu, pomocí kterého bylo dosaženo obousměrné propustnosti 818 Tb/s. Zdroj: LaserFocusWorld

Na trase o délce 450 kilometrů se podařilo jedním směrem dosáhnout propustnosti 409 Tb/s, což celkově znamená 818 Tb/s obousměrně. Zatím stále magická hranice jednoho petabitu za sekundu na takovou vzdálenost je tak už takřka dosažena a jistě lze očekávat, že během následujících měsíců se pomocí dalšího ladění technologií použitých pro vysílání a příjem signálu podaří hranici 1 Pb/s překročit.

Světlo jako budoucnost

Nejbližší desetiletí se tak dočkáme stále většího nasazování optických kabelů, které budou v rámci složité sítě softwarové konfigurovány pro co nejlepší a nejrychlejší přenosy v několika úrovních sítě. Optické kabely už nejsou výsadou pouze hlavních částí sítě, ale dostávají se postupně i přímo do jednotlivých domů a k uživatelům. Asi nejznámějším příkladem je například Google Fiber, ale i v našich končinách není optická linka přímo do domu žádnou výjimkou.

Foton v tomto případě už poměrně dávno porazil elektron, postupný přechod nás ale čeká ještě v případě čipů a počítačových zařízení samotných. I u nich totiž na miniaturní vzdálenosti dochází k přenosu stále většího objemu dat a elektrony přestávají stačit i na ploše několika milimetrů a centimetrů.

Jak jsme nedávno psali, hybridní verze čipů využívající elektrony i fotony (fotonické čipy) jsou již takřka za rohem. K plně optickým (světelným) čipům nám ale ještě pár let zbývá. Budoucnost by pak ale měla být dokonalou světelnou infrastrukturou a jediným opravdovým omezením bude pouze rychlost světla. Ale možná jen na nějakou dobu.

Nejčtenější