Badacze z University of Southampton, we współpracy z Microsoftem, ogłosili właśnie przełom, który może zmienić oblicze telekomunikacji. Ich nowy światłowód z pustym rdzeniem osiągnął niezwykle niskie tłumienie na poziomie 0,091 dB/km, znacząco przewyższając dotychczasowe standardy. To nie jest jedynie teoretyczny eksperyment – testy przeprowadzono na rzeczywistych długościach do 15 kilometrów, co sugeruje, że technologia ma szansę na komercyjne wdrożenie.
Czytaj też: Neurony jak światłowody? Mózg może działać inaczej, niż sądziliśmy
Klucz do sukcesu leży w radykalnie innym podejściu do konstrukcji. Zamiast standardowego rdzenia ze stałego szkła, nowy światłowód wykorzystuje rdzeń wypełniony powietrzem, otoczony precyzyjnie zaprojektowaną mikrostrukturą szklaną. Technologia znana jako DNANF (zagnieżdżony, antyrezonansowy światłowód z pustym rdzeniem bez węzłów) pozwala światłu przemieszczać się szybciej przez powietrze niż przez krzemionkę, co bezpośrednio przekłada się na wyższą prędkość transmisji.
Światłowody nowej ery
Co istotne, naukowcom udało się zminimalizować trzy główne źródła strat: wyciek, rozpraszanie powierzchniowe oraz mikro-zagięcia. Dzięki temu nie tylko osiągnięto rekordowo niskie tłumienie, ale również znacząco poprawiono parametry transmisji – prędkość przesyłania danych wzrosła o 45 procent w porównaniu z konwencjonalnymi rozwiązaniami. Technologia utrzymuje przy tym niskie straty rzędu 0,2 dB/km w szerokim paśmie 66 THz, co robi wrażenie nawet na sceptykach.
Jeśli chodzi o parametry techniczne, redukcja dyspersji chromatycznej jest siedmiokrotna – spada do 3,2 ps/nm/km w porównaniu z 21,8 ps/nm/km w standardowych światłowodach. Nachylenie dyspersji zmniejszono aż siedemnastokrotnie, a szerokość pasma może być potencjalnie pięć do dziesięciu razy większa niż obecne pasma telekomunikacyjne C+L. Zakres długości fal extends od 700 nanometrów do ponad 2000 nanometrów, co otwiera drzwi do zastosowań wykraczających poza tradycyjną telekomunikację.
Technologia DNANF umożliwia również dostrojenie okna transmisji do różnych regionów widmowych, co może znaleźć zastosowanie w nietypowych scenariuszach. Światłowody z pustym rdzeniem są w stanie przesyłać moc wyższą o trzy do czterech rzędów wielkości, co czyni je idealnymi do dostarczania laserów dużej mocy. Praktycznie zerowe nieliniowości optyczne i o 30 procent mniejsze opóźnienia to dodatkowe atuty, które mogą przyciągnąć uwagę branży.
Modelowanie sugeruje, że to dopiero początek możliwości tej technologii. Dalsze badania mogą doprowadzić do redukcji tłumienia nawet do poziomu 0,01 dB/km w sztywniejszych światłowodach z większymi średnicami rdzenia. Taki postęp oznaczałby prawdziwy skok jakościowy w komunikacji danych, choć na razie pozostaje w sferze teoretycznych obliczeń.
Po czterech dekadach względnej stagnacji w technologii światłowodowej, ten przełom wygląda naprawdę obiecująco. Nowe światłowody z pustym rdzeniem nie tylko biją na głowę obecne standardy, ale również otwierają drogę do aplikacji, które wcześniej były poza zasięgiem. Możliwość tworzenia dłuższych, nieamplifikowanych odcinków w kablach podmorskich i naziemnych może znacząco obniżyć koszty infrastruktury, co jest argumentem trudnym do zignorowania. Oczywiście, jak zawsze w przypadku nowych technologii, kluczowe będzie sprawdzenie, jak rozwiązanie sprawdzi się w masowej skali i przy długotrwałej eksploatacji. Na razie jednak wygląda to naprawdę solidnie.