Ra mắt một loại cáp quang mới tốc độ gần bằng Ánh sáng

Ra mắt một loại cáp quang mới tốc độ gần bằng Ánh sáng

Các nhà nghiên cứu tại đại học Southampton, Vương quốc Anh vừa  chế tạo ra một loại cáp quang mới có thể truyền tải thông tin với thời gian bằng 99,7% tốc độ ánh sáng.

Qua  thử nghiệm, cáp quang hiện đại  này có tốc độ truyền thông tin  73,7 TB/s (terabit/s) -bằng  mỗi giây gửi được 10 TB (1 TB = 1024 GB), nhanh hơn gấp 1000 lần so với đường truyên  cáp quang 40 GB chất lượng cao nhất  hiện giờ  được cho ra đời  và độ trễ (latency) cũng thấp hơn rất nhiều.

Tốc độ của ánh sáng trong môi trường chân không là 299.792.458 m/s nhưng sẽ chậm hơn nhiều tại các không gian khác. Ở các cáp quang đang được dùng nhiều (cáp quang làm từ thủy tinh silica), vận tốc ánh sáng chậm hơn 31%. Thực ra, ánh sáng di chuyển nhanh hơn rất nhiều trong môi trường không khí thay vì  thủy tinh. Do vậy, Francesco Poletti cùng các thành viên trong nhóm nghiên cứu tại đại học Southampton nghiên cứu một loại cáp quang rỗng bên trong thì chứa toàn không khí.

Từ rất lâu rồi các chuyên gia đã từng nghĩ đến  đến việc nghiên cứu một loại cáp quang rỗng, nhưng khó khăn lớn nhất là nếu hệ thống cáp bị uốn cong, ánh sáng sẽ không thể nào chạy qua được. Riêng loại cáp quang phổ biến hiện tại, vật liệu lõi là thủy tinh hay nhựa có chiết suất lớn hơn lớp bọc ở vỏ, khiến ánh sáng phản xạ bên trong sợi cáp, qua đó tạo tiền đề cho nó đi được xa hơn. Thế nhưng, nếu loại bỏ một phần thủy tinh/nhựa và ánh sáng bị lọt ra ngoài lớp vỏ bao bọc thì tín hiệu mạng sẽ ảnh hưởng  ngay lập tức. Đặc biệt, mặt tiếp xúc thủy tinh - không khí bên trong mỗi sợi cáp cũng gây nên nhiều rắc rối, chẳng hạn như gây tín hiệu chập chờn và hạn chế tổng băng thông quang của đường truyền dẫn.

Các nhà nghiên cứu tại Southampton đã khắc phục các khó khăn trên bằng cách thức cải tiến thiết kế lõi rỗng có sử dụng một loại vành bọc vô cùng mỏng. Phát minh mới này làm cho suy hao sợi quang giảm xuống còn 3,5 dB/km, băng thông truyền 160 nm và độ trễ thấp. Vì vậy, dữ liệu được truyền với tốc độ nhanh hơn 31%. Để đạt được tốc độ truyền 73,7 Tb/s, các chuyên gia đã sử dụng phương pháp ghép kênh quang theo bước sóng (Wavelength Division Multiplexing) để truyền đi cùng lúc 37 tín hiệu 40 Gb bằng cáp rỗng. Tính đến bây giờ thì đây là một trong những tốc độ truyền đi nhanh nhất phát minh được trong phòng thí nghiệm.

Trong thực tế, tỷ lệ suy hao 3,5 dB/km là một con số rất lớn, và loại cáp quang rỗng "ruột" nói trên chưa thể thay thế đường dây dẫn  cáp quang sợi thủy tinh hiện tại. Với những quãng đường không quá dài, thí dụ như giữa các đơn vị lưu dữ liệu và mạng lưới liên kết siêu may tính thì loại cáp quang này sẽ đem lại sự đổi mới rất lớn về tốc độ cũng như giảm thiểu độ trễ tối đa.