Nghiên cứu mới của Đại học Aston giúp internet đạt tốc độ truyền dẫn mới, tăng 4,5 triệu lần so với hiện tại. Đây là tốc độ internet nhanh nhất từ trước đến nay, đạt được nhờ việc khai thác các dải bước sóng mới chưa từng được sử dụng trước đó trong hệ thống quang sợi.
Trong một bước tiến mới đột phá, các nhà nghiên cứu tại Đại học Aston đã đạt được tốc độ truyền dẫn dữ liệu internet lên đến 4,5 triệu lần nhanh hơn so với băng thông internet trung bình tại nhà. Tốc độ chưa từng có này là nhanh nhất từ trước đến nay, đạt được bằng cách sử dụng các dải bước sóng mới cụ thể chưa được sử dụng trước đó trong hệ thống quang dẫn.
Là một phần trong một hợp tác quốc tế, nhóm đã chuyển dữ liệu với tốc độ 301 terabits mỗi giây, hoặc 301.000.000 megabits mỗi giây, sử dụng một sợi quang tiêu chuẩn duy nhất. Để hiểu rõ hơn, báo cáo về hiệu suất băng thông tại nhà của Ofcom được xuất bản vào tháng 9 năm 2023 tại Vương quốc Anh cho biết tốc độ băng thông trung bình chỉ là 69,4 Mbit/s.
Đằng sau bước đột phá
Việc truyền dữ liệu thành công là kết quả của sự nỗ lực hợp tác của Giáo sư Wladek Forysiak từ Viện Công nghệ Photonics của Đại học Aston và Tiến sĩ Ian Phillips. Họ đã làm việc phối hợp với các nhà nghiên cứu từ Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông Quốc gia (NICT) ở Nhật Bản và Nokia Bell Labs ở Mỹ.
Khi nhu cầu về dữ liệu ngày càng tăng, dự kiến rằng công nghệ mới phát triển này sẽ giúp đáp ứng với nhu cầu tương lai. Các nhà khoa học đã sử dụng quang sợi, các sợi thủy tinh nhỏ để truyền thông tin bằng ánh sáng, một phương tiện mà cáp đồng thông thường không thể sánh kịp về tốc độ.
Khoa học đằng sau tốc độ
Nhóm đã đạt được thành công này bằng cách mở ra các dải bước sóng mới chưa được sử dụng trong hệ thống quang sợi thông thường cho internet. Các dải bước sóng khác nhau tương đương với các màu sắc ánh sáng khác nhau được truyền qua quang sợi. Họ đã làm được điều này bằng cách phát triển các thiết bị mới gọi là bộ khuếch đại quang (optical amplifiers) và bộ cân bằng quang (optical gain equalizers) để truy cập vào các dải này.
Tiến sĩ Phillips đã dẫn dắt việc phát triển một thiết bị quản lý, hoặc bộ xử lý quang, tại Đại học Aston. Ông giải thích: “Nói chung, dữ liệu được gửi qua một sợi quang giống như một kết nối internet tại nhà hoặc văn phòng. Tuy nhiên, bên cạnh các dải bước sóng C và L sẵn có trên thị trường, chúng tôi đã sử dụng hai dải bước sóng phổ còn lại gọi là dải E và dải S. Các dải như vậy thường không được yêu cầu vì các dải C và L có thể cung cấp dung lượng cần thiết để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng.”
“Trong vài năm qua, Đại học Aston đã phát triển các khuếch đại quang hoạt động trong dải E, nằm kế bên dải C trong phổ điện từ nhưng rộng khoảng ba lần. Trước khi phát triển thiết bị của chúng tôi, chưa ai có thể mô phỏng các kênh dải E một cách điều chỉnh được,” Phillips thêm.
Tương lai của internet
Giáo sư Forysiak thêm: “Bằng cách tăng dung lượng truyền dẫn trong mạng cốt lõi, thí nghiệm của chúng tôi có thể dẫn đến các kết nối cải thiện đáng kể cho người dùng cuối. Sự đạt được đột phá này nhấn mạnh vai trò quan trọng của công nghệ quang sợi tiến tiến trong việc cách mạng hóa mạng lưới truyền thông để truyền dẫn dữ liệu nhanh hơn và đáng tin cậy hơn.”
“Mở rộng dung lượng hệ thống bằng cách sử dụng nhiều phổ có sẵn hơn—không chỉ là dải C truyền thống mà còn các dải khác như L, S, và hiện nay là dải E có thể giúp giảm chi phí cung cấp băng thông này. Đây cũng là một ‘giải pháp xanh’ hơn so với việc triển khai thêm nhiều sợi quang và cáp mới vì nó tận dụng nhiều hơn mạng quang sợi hiện có đã triển khai, tăng dung lượng mang dữ liệu và kéo dài tuổi thọ & giá trị thương mại của nó.”
Kết quả của thí nghiệm đột phá này đã được xuất bản bởi Viện Kỹ thuật và Công nghệ và đã được trình bày dưới dạng bài báo sau hạn chót tại Hội nghị Truyền thông Quang châu Âu (ECOC) diễn ra tại Glasgow vào tháng 10 năm 2023. Thành tựu này không chỉ đại diện cho một bước tiến quan trọng trong công nghệ truyền dữ liệu mà còn đặt ra một tiêu chuẩn mới cho nghiên cứu tương lai trong lĩnh vực này.
Việc truyền dữ liệu thành công với tốc độ cao như vậy bởi nhóm tại Đại học Aston là một minh chứng cho tiềm năng của công nghệ quang sợi. Khi chúng ta tiếp tục yêu cầu nhiều dữ liệu hơn, những đổi mới như thế này sẽ rất quan trọng trong việc đáp ứng những yêu cầu đó đồng thời cung cấp một giải pháp xanh cho tương lai kỹ thuật số của chúng ta.