يتطلب النمو المتزايد لحركة البيانات العالمية تقنيات أكثر سرعة وكفاءة لتطوير بنية تحتية قادرة على استيعاب هذا التدفق الهائل من المعلومات. في هذا السياق، حقق الباحثون اليابانيون في المعهد الوطني لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات (NICT) طفرة جديدة في عالم الاتصالات، حيث تمكنوا من نقل 1.02 بيتابت في الثانية، أي ما يعادل مليون جيجابت، على مسافة 1808 كيلومتر— وهو رقم قياسي عالمي في مجال نقل البيانات لمسافات طويلة.

لتحقيق هذا الإنجاز، استخدم الباحثون أليافاً ضوئية متقدمة تحتوي على 19 نواة مستقلة بدلاً من نواة واحدة، مما يسمح بنقل البيانات عبر مسارات متوازية، وزيادة سعة الإرسال دون تغيير قطر الليف الضوئي، الذي بقي 0.125 مم مطابقاً للألياف التجارية الحالية، ما يسهل اعتمادها مستقبلاً دون الحاجة إلى تغيير جذري في البنية التحتية. وقد تولت شركة سوميتومو إلكتريك مهمة تصميم وتصنيع الألياف الضوئية بـ 19 نواة بقطر غلاف قياسي، ومن خلال تحسين بنية وترتيب الأنوية، حققت انخفاضاً في فقدان الألياف الضوئية عبر نطاقات أطوال موجية متعددة (النطاق C والنطاق L).

ورغم أن التجارب السابقة نجحت في تحقيق سرعة 1.7 بيتابت في الثانية، إلا أن المسافة اقتصرت على 63.5 كيلومتراً فقط. أما الفريق الياباني، فقد تمكن من تحقيق 1808 كيلومتراً من الإرسال بفضل تحسين تصميم الألياف، وتقليل الضوضاء، واستخدام تقنيات متطورة للتضخيم البصري.

آلية تضخيم الإشارة

أثناء انتقال الإشارات الضوئية لمسافات طويلة، تبدأ بفقدان قوتها، ولهذا استخدم الباحثون نظام تضخيم بصري متقدم يعتمد على مضخمات خاصة تعمل عبر نطاقي الضوء C وL المستخدمين تجارياً، مما حافظ على جودة الإشارة عبر 180 طولاً موجياً. تم تضخيم الإشارة مرة واحدة عند الإرسال، كما تم الاعتماد على حلقات إعادة تدوير تمر فيها الإشارات 21 دورة لضمان وصولها بكفاءة إلى نهاية المسار.

تطبيقات مستقبلية

هذه التقنية قد تكون حجر الأساس لتطوير شبكات اتصال بين المدن الكبرى والقارات، خاصة مع تزايد الطلب على البيانات بسبب التطورات في الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء وشبكات الجيل السادس. فبفضل هذا الإنجاز، أصبحت إمكانية إنشاء بنية تحتية رقمية فائقة السرعة أكثر واقعية وقابلة للتنفيذ في المستقبل.

عُرضت الدراسة في المؤتمر الثامن والأربعين لاتصالات الألياف الضوئية (OFC 2025).