חוקרים מאנגליה פיתחו סיב אופטי חדש ותיעדו קצב תעבורה של 10 טרה בייט לשניה, תודות למעבר אור במהירות שקרובה למהירות האור בריק
כשבנג'מין פרנקלין יצא לשחק בעפיפון במזג אוויר סוער הוא הניח נכונה שחוט הבד הרטוב המחובר אל העפיפון יוליך זרם חשמלי מהשמיים הקודרים אל המפתח שקשר בקצהו. למרות ההצלחה של הניסוי המפורסם, היום כבל העברת הנתונים שהגיע יחד עם הסמארטפון שלנו איננו עשוי בד ספוג מים. התווך הנפוץ ביותר להעברת זרמי חשמל היום הינו תילי נחושת בתרכובת כזו או אחרת. אך ישנם יישומים הדורשים קצבי תעבורה קיצוניים להם תילי נחושת פשוט לא מספיקים. פריסת הרשת העולמית התת ימית ומעגלי התקשורת הפנימיים בתוך מחשבי על מסתמכים על סיבים אופטיים להעברת מידע.
סיבים אופטיים הם כשמם סיבים העשויים סיליקה או פלסטיק ומוליכים אור. אך בניגוד למה שנהוג להסיק, המידע בסיבים מסוג זה איננו נע במהירות 300,000,000 מטרים בשניה. מהירות האור בתוך תווך הסיבים נמוכה ב-31% ממהירות האור המירבית בוואקום. עתה, חוקרים מאונברסיטת סאות'המפטון באנגליה הצליחו לפתח סיב אופטי המוליך מידע ב-99.7% ממהירות האור המירבית. מהירות התעבורה בסיב החדש עומדת על כ-10 טרה בייטים לשניה, פי 1000 מרוחב הפס של הסיבים שנמצאים בשימוש מסחרי היום.
כאן נולד הסיב האופטי החדש והמתקדם |
קרינת אור נעה מהר יותר באוויר הפתוח מאשר בתוך זכוכית או פלסטיק. עובדה זו הנחתה את צוות החוקרים באוניברסיטה. הם פיתחו סיב חלול שעשוי ברובו אוויר. נסיונות רבים ליצור סיב דומה כשלו בעבר. זאת כיוון שאור נע בקווים ישרים ומקדם השבירה של האוויר איננו גדול מספיק כדי ללכוד את קרני האור בתוך הסיב המתפתל. האור היה פוגע בבידוד החיצוני של הסיב מתפזר ודועך במהירות. שכבה חיצונית של זכוכית או פלסטיק סביב האוויר גם היא היוותה בעיה כיוון שיצרה הפרעות ורעשים אשר הגבילו משמועתית את רוחב הפס.
החוקרים התגברו על הבעיה על ידי שיפור יסודי של תצורת הסיב החלול בעזרת טבעת פער אנרגיה פוטוני (photonic-bandgap) דקה במיוחד. בתצורה החדשה קיימת דעיכת אות נמוכה יחסית (3.5 dB/km). רוחב הפס גדול מאוד וזמן השהות (latency) נמוך במיוחד, יחדיו הם מהווים שיפור של 31% מהסיבים האופטיים הקונבנציונאליים. כדי לשדר מידע בקצב של 10 טרה בייט (73.7 Tbit/s ליתר דיוק) המדענים השתמשו במרבב אורכי גל (WDM) ושידרו ב-3 מודים בעלי 96 ערוצים שונים של 256Gb/s כל אחד, ובכך הגיעו לקצבי התעבורה הגבוהים ביותר אי פעם.
סיב אופטי. בקרוב מהיר עוד יותר |
דעיכת האות בסיבים החדשים אמנם נמוכה, אך לא נמוכה מספיק כדי להעביר נתונים למרחקים גדולים במיוחד. אי לכך, נראה כי הטכנולוגיה החדשה לא הולכת להחליף את הסיבים האופטיים הפרוסים על קרקעית האוקיינוסים בעתיד הקרוב. לעומת זאת יישומים הדורשים העברת מידע במהירות למרחקים קצרים, כמו מחשבי-על למשל, יוכלו להפיק תועלת רבה מאוד מהטכנולוגיה החדשה – אם וכאשר היא תצא מהמעבדה ותהפוך זמינה ליישומים ממשיים.