Ďalšia revolúcia v prenose dát nemusí prísť cez nové satelity ani masívne podmorské káble. Vedci z University of Southampton spolu so startupom Lumenisity, ktorý v roku 2022 odkúpil Microsoft, vyvinuli úplne nový typ optického vlákna. Namiesto pevného skla využíva dutý dizajn, kde svetlo putuje vzduchom. Výsledok: nižšie straty, vyššia rýchlosť a až tisícnásobne väčší výkon než pri bežných vláknach. Na tému upozornil portál Tom’s Hardware.

Rýchlosť cez vzduch, nie sklo

Klasické optické káble vedú svetlo cez sklo, kde sa fotóny pohybujú približne dvojnásobne pomalšie než vo vákuu. Nový koncept však posiela lúče vzduchovými kanálmi, čím minimalizuje spomalenie aj nelineárne efekty. Svetlo sa tak pohybuje až o 45 % rýchlejšie a zároveň menej stráca energiu.

Najväčší problém doteraz bola strata signálu. Bežné optické vlákna dosahujú minimálne 0,14 dB/km a tento limit sa nepodarilo prekonať už od 80. rokov. Duté vlákna naopak trpeli stratami vyše 1 dB/km, čo ich obmedzovalo na špecializované aplikácie. Nový dizajn s názvom „double nested antiresonant nodeless fiber“ (DNANF) posúva hranicu na rekordných 0,091 dB/km pri vlnovej dĺžke 1 550 nm – čo je lepšie než akýkoľvek existujúci sklenený kábel.

Menej zosilňovačov, viac dát

Rozdiel v praxi znamená obrovské úspory. Kým klasické siete musia každých 15 – 20 km pridávať zosilňovače, nové vlákno zvládne až 33 km bez obnovy signálu. „Ak môžeme preskočiť jeden zosilňovač z každých dvoch či troch, ide o dramatickú úsporu nákladov,“ vysvetľuje výskumník Francesco Poletti, ktorý na technológii pracuje viac než desať rokov.

Okrem menších strát dokáže nové vlákno prenášať až tisícnásobne väčší výkon a fungovať v širšom spektre vlnových dĺžok – od infračerveného internetu až po jednofotonové impulzy pre kvantovú komunikáciu. Práve kombinácia s kvantovými technológiami robí tento objav prelomovým.

Freepik

Z laboratória do praxe

Výrobný proces je odlišný od bežných vlákien. Namiesto roztaveného skla sa pripraví hrubá sklenená predforma s dutými kanálmi, ktoré sa počas ťahania pod tlakom udržiavajú v správnom tvare. Lumenisity už rozbehlo pilotné projekty, pričom podľa Microsoftu je viac než 1 200 km vlákien DNANF nasadených v reálnych sieťach a prenáša živú prevádzku.

Do roku 2027 plánuje Microsoft rozšíriť túto infraštruktúru na 15 000 km v rámci siete Azure, ktorá má byť základom pre prepojenie dátových centier a tréning umelej inteligencie.

Výzvy však ostávajú. Výroba si vyžaduje nové stroje, štandardy zatiaľ neexistujú a cena musí klesnúť, aby bola masová adopcia reálna. No prvýkrát v histórii existuje optické vlákno, ktoré je rýchlejšie a menej stratové než sklo, ktoré chcelo nahradiť.

Ako zhodnotila fyzička Tracy Northup z Univerzity v Innsbrucku: „Duté vlákna boli roky príliš drahé aj pre laboratóriá. Ak sa podarí znížiť ceny, môže ísť o obrovský prelom pre telekomunikácie aj kvantovú komunikáciu.“

Čítajte viac z kategórie: Novinky