Скорость передачи данных является важнейшим техническим показателем, характеризующим эффективность системы передачи данных.

По сути, это числовое представление количества двоичных битов, обрабатываемых в секунду, в битах (бит/с).

В области двоичных данных скорость передачи данных выражается как S=1/T (бит/с), где T символизирует время, необходимое для передачи каждого бита. Например, если время, необходимое для передачи сигнала 0 или 1 по каналу связи, составляет 0,001 мс, соответствующая скорость передачи данных по каналу составит 1 000 000 бит/с.

На практике скорость передачи данных обычно измеряется в таких единицах, как килобиты в секунду (кбит/с), мегабиты в секунду (Мбит/с) и гигабиты в секунду (Гбит/с). Поскольку Интернет произвел революцию в образе жизни и работы людей, технический прогресс продолжается ускоренными темпами.

Недавние исследования установили новый ориентир для скорости передачи данных, достигнув поразительных 178 Терабит в секунду (Тб). Это достижение на одну пятую превосходит предыдущий рекорд, установленный в Японии, и примерно вдвое превышает скорость передачи данных лучших используемых в настоящее время систем интернет-оборудования.

Чтобы представить это в перспективе, при среднем размере фильма в формате 4K 15 ГБ примерно 1500 из них можно загрузить всего за одну секунду. Исследователи, стоящие за этим прорывом, считают, что он может выйти за рамки простого лабораторного достижения с потенциальной интеграцией в существующую инфраструктуру волоконной оптики.

В отличие от обычной волоконно-оптической маршрутизации в современном Интернете, в которой используются усилители для предотвращения затухания световых сигналов, эта новая технология может быть легко интегрирована с заменой только части волокна.

Лидия Галдино, инженер по электронике и электротехнике из Университетского колледжа Лондона, подчеркнула эффективность новой технологии, заявив: "В то время как современные облачные центры обработки данных способны передавать до 35 Тб данных в секунду, те, с которыми мы работаем, могут использовать их более эффективно существующей инфраструктуры, более эффективно использовать полосу пропускания оптоволокна и достичь мирового рекорда в 178 Тбит/с".

Команда исследователей и разработчиков достигла этого рубежа, используя более широкий диапазон длин волн, чем обычно используется для передачи данных. Их пользовательская система работает с полосой пропускания 16,8 терагерц (ТГц) в пределах одного оптоволоконного ядра, что в четыре раза превышает 4,5 ТГц, обычно используемые в современной сетевой инфраструктуре.

Для обеспечения такой расширенной полосы пропускания требуется повышенная мощность сигнала, что требует сочетания различных технологий усиления.

Гибридные системы, использующие технологию, известную как constellation shaping, тщательно управляют свойствами каждой длины волны для оптимизации передачи сигнала и предотвращения помех. Такое объединение методов позволяет вместить больше информации в одно и то же пространство, что обеспечивает более быструю передачу без ущерба для целостности данных.

Рекордная скорость передачи данных в 178 Тбит/с не только является новаторским достижением, но и бросает вызов теоретическим ограничениям возможностей сетей передачи данных. Стремление к сжатию большего объема информации с помощью существующей инфраструктуры согласуется с более широкой научной задачей достижения оптимального баланса между скоростью передачи данных и стабильностью.

Особенно в мире, где глобальные события, такие как пандемия COVID-19, требуют все большей зависимости от интернет-активности, спрос на повышение скорости передачи данных и пропускной способности как никогда высок.

Лидия Галдино заключает: "Развитие новых технологий имеет решающее значение для поддержания этой тенденции снижения затрат при одновременном удовлетворении спроса на скорость передачи данных, который будет продолжать расти в будущем".