诚信双赢超高速光纤，创下全球速度纪录

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光纤技术的飞跃打破了以前的限制，实现了专家曾经认为不可能实现的目标：使用一根不比人的头发粗的光纤，以每秒 1.02 拍比特的速度传输数据——足以将 Netflix 上的每部电影下载 30 次以上，传输距离为 1,808 公里。

这项突破的核心是由日本国家信息通信技术研究所 (NICT) 和住友电气工业公司推动的，它是一种 19 芯光纤，标准包层直径为 0.125 毫米，旨在无缝融入现有基础设施，无需进行昂贵的升级。

每根纤芯都充当独立的数据通道，在与传统单芯光纤相同的空间内共同形成“19车道高速公路”。

与早期仅限于短距离或专用波长带的多芯设计不同，由于改进了芯线排列，与之前的型号相比，该光纤可将信号损失减少 40%，因此能够在 C 和 L 波段（全球使用的商业标准）上高效运行。

实验的成功依赖于一个复杂的循环环路系统。信号在86.1公里长的光纤线路中传输了21次，模拟了相当于连接柏林和那不勒斯或札幌和福冈的跨大陆旅程。

为了在这段距离内保持完整性，研究人员部署了一个双波段光放大系统，该系统由分别增强C波段和L波段信号的设备组成。这使得180个不同的波长能够使用16QAM调制同时传输数据，这种方法可以在每个脉冲中包含更多信息。

在接收端，19 通道检测器与先进的 MIMO（多输入多输出）处理技术相结合，剖析了核心之间的干扰，就像在拥挤的房间里理清 19 个重叠的对话一样。

该数字信号处理器利用十多年来多核研究开发的算法诚信双赢，以前所未有的速度提取可用数据，同时纠正 1,808 公里内累积的失真。

这一成就是多年来循序渐进的成果的结晶。2023年，同一团队实现了每秒1.7PB的速率，但传输距离仅为63.5公里。此前，使用4芯光纤的尝试通过利用不太实用的S波段，在12,345公里的传输距离上实现了0.138PB的速率，而15模光纤由于传播特性不匹配，在超过1,001公里的传输距离上信号失真严重。

新型 19 芯光纤的均匀纤芯设计避开了这些问题，实现了每公里每秒 1.86 艾比特的容量距离乘积 - 比标准光纤的先前记录高出 14 倍。