Výskum Southamptonskej univerzity preukázal funkciu nového druhu optických vlákien. Vedci úspešne demonštrovali spôsob vedenia svetla cez vlákna s dutým jadrom, ktoré ponúkajú v porovnaní s klasickou optikou niekoľko výhod, píše Nature.

Eliminácia nedostatkov

Optické vlákna sú káble vyrobené zo skla či plastu, ktorých hrúbka je porovnateľná s hrúbkou ľudského vlasu. Ich jadro je obalené priesvitným materiálom s nízkym indexom lomu, ktorý udržiava svetlo vo vnútri vlákna vďaka javu absolútnej vnútornej odrazivosti. Svetlo sa pri tomto jave pod určitým uhlom odrazí od hranice druhotného prostredia a pokračuje vo svojej ceste, neustále sa odrážajúc od stien.

Táto technológia prenosu je výhodná v porovnaní s klasickými kovovými káblami, ktoré majú oveľa väčšie straty a navyše nie sú odolné voči elektromagnetickej interferencii, čo predstavuje obzvlášť závažný problém pri prenose dát. Aj optické vlákna však majú svoje nedostatky a hranice, ktoré sa vedci neustále snažia posúvať a zvyšovať tým ich potenciál. Najnovším takýmto posunom vpred sú vlákna s dutým jadrom, v ktorých vzduch nahrádza pevný stred vlákna, informovala Southamptonská univerzita.

Pixabay

Ešte nižšie straty

Výskumný tím vytvoril tri takéto vlákna pre vlnové dĺžky 660, 850 a 1060 nanometrov. Straty boli porovnateľné, či dokonca nižšie než pri klasických optických vláknach a navyše odolajú laserom s dostatočnou intenzitou pre tavenie kameňa, či tvorbu ropných vrtov. Optickým vláknam sa vďaka tomu otvárajú nové možnosti využitia, ktoré zásadne zmenia niektoré spôsoby výroby, či celé odvetvia priemyslu.

Profesor výskumného centra optoelektroniky Francesco Poletti poznamenal, že prenosová kapacita optických vlákien je tak vysoká, že ľudia nikdy neočakávali využitie celej jej kapacity. V posledných rokoch sa však ukázalo, že začíname narážať na limity tejto technológie a klasické vlákna nám čoskoro nevystačia. Okrem laserov a snímačov je totiž hlavným využitím zväzkov optických vlákien práve dátový prenos.

Počas viac než dekády vývoja vlákien s dutým jadrom sa tímu inžinierov podarilo znížiť straty z 5 dB na jednom metri až na 5 dB na desiatich kilometroch. Je teda pravdepodobné, že túto technológiu je možné ešte naďalej vylepšovať a dosiahnuť tak o poznanie nižšie straty, než doteraz. V takomto prípade, za predpokladu jednoduchosti výroby, uvidíme tento druh optických vlákien azda vo všetkých sektoroch priemyslu.

Wallpaperscraft, Oak Ridge National Laboratory

Éra dátová s ešte pokročilejšími technológiami

Optické siete sa pre svoju krátku odozvu a vysokorýchlostný dátový prenos veľmi rýchlo šíria aj na Slovensku. Oproti iným krajinám môžeme byť v ich využívaní o niečo pozadu, avšak skôr či neskôr aj my narazíme na ich limity a pridávanie ďalších a ďalších zväzkov sa ukáže ako neúnosné.

Podľa predpokladu z roku 2018 je dnes na celom svete tvorených viac než 10 000 000 GB dát každú sekundu. Táto predikcia navyše nerátala s pandémiou koronavírusu, ktorá rapídne zvýšila využívanie výpočtovej techniky a internetu. Skladovanie takéhoto množstva dát je problém sám o sebe, avšak ich prenos je taktiež obrovskou výzvou, na ktorú už jednoducho klasická optika prestáva stačiť.

Po celom svete rastú obrovské dátové centrá. Zdroj: JumpStory

Využívanie informačných technológií a prenosu dát neustále exponenciálne stúpa aj na Slovensku, kde lámeme rekordy dátových tokov. Profesor Poletti je ale presvedčený, že sa im konečne podarilo nájsť vhodnú alternatívu a optické vlákna s dutým jadrom majú šancu nahradiť tie, ktoré vo veľkom množstve využívame dnes. Či je táto technológia skutočne budúcnosťou však ukážu až najbližšie roky.