Thứ Năm, 18 tháng 8, 2016

Phát minh ra cáp quang tốc độ gần bằng ánh sáng

Các nhà nghiên cứu tại đại học Southampton, Vương quốc Anh vừa  tạo ra một loại cáp quang thế hệ mới có thể truyền tải thông tin với vận tốc tương ứng 99,7% tốc độ ánh sáng.
Qua  thử nghiệm, loại cáp quang  này đạt tốc độ truyển dẫn thông tin  73,7 TB/s (terabit/s) -tương ứng  mỗi giây gửi được 10 TB (1 TB = 1024 GB), nhanh hơn gấp 1000 lần so với đường truyên  cáp quang 40 GB tiên tiến nhất  tại thời điểm này  được áp dụng  và độ trễ (latency) cũng thấp hơn cực kỳ nhiều.

Vận tốc của ánh sáng tại môi trường chân không là 299.792.458 m/s nhưng sẽ chậm hơn nhiều ở các không gian khác. Đối với các cáp quang thường dùng (cáp quang làm từ thủy tinh silica), vận tốc ánh sáng chậm hơn 31%. Thực ra, ánh sáng di chuyển cực kỳ nhanh tại môi trường không khí thay vì  thủy tinh. Do đó, Francesco Poletti cùng người khác của nhóm nghiên cứu tại đại học Southampton phát minh một loại cáp quang rỗng ở bên trong chứa toàn không khí.


Đây không phải là lần đầu các chuyên gia đã từng nghĩ đến  đến việc chết tạo một loại cáp quang rỗng, nhưng khó khăn lớn nhất là nếu hệ thống cáp bị uốn cong, ánh sáng sẽ không thể đi qua được. Trong khi đó loại cáp quang thông thường bây giờ, thành phần lõi là thủy tinh hay nhựa có chiết suất lớn hơn lớp bọc ở vỏ, khiến ánh sáng phản xạ bên trong sợi cáp, từ đó trợ giúp cho nó đi được nhanh hơn. Dù vậy, nếu loại bỏ một phần thủy tinh/nhựa và ánh sáng bị lọt ra ngoài lớp vỏ bao bọc thì đường truyền mạng sẽ ảnh hưởng  ngay tức khắc. Ngoài ra, mặt tiếp xúc thủy tinh - không khí bên trong mỗi sợi cáp cũng là vấn đề cần suy nghĩ, thí dụ như gây tín hiệu không ổn định và hạn chế tổng băng thông quang của đường dây.


Các chuyên gia tại Southampton đã tìm ra giải pháp cho các khó khăn trên bằng biện pháp sáng tạo thiết kế lõi rỗng có sử dụng một loại vành bọc siêu mỏng. Sáng tạo mới này khiến cho suy hao sợi quang giảm còn 3,5 dB/km, băng thông truyền 160 nm và độ trễ thấp. Từ đó, dữ liệu được truyền đi với vận tốc nhanh hơn 31%. Để đạt được tốc độ truyền đi 73,7 Tb/s, các nhà nghiên cứu đã dùng cách thức ghép kênh quang theo bước sóng (Wavelength Division Multiplexing) để truyền cùng lúc 37 tín hiệu 40 Gb bằng cáp rỗng. Tính đến thời điểm này thì đây là một trong những tỷ lệ truyền tải nhanh nhất phát minh được trong phòng thí nghiệm.


Trong thực tế, tỷ lệ suy hao 3,5 dB/km là một con số không phải nhỏ, và loại cáp quang rỗng "ruột" nói trên chưa thể thay cho đường dây  cáp quang sợi thủy tinh hiện tại. Với những đoạn đường ngắn, thí dụ như giữa các trung tâm thông tin và mạng lưới kết nối siêu may tính thì loại cáp quang này sẽ là sự đổi mới rõ nét về vận tốc cũng như giảm thiểu độ trễ hết cức có thể.






Share:

0 nhận xét:

Đăng nhận xét

Được tạo bởi Blogger.