۲۵۵ ترابیت در ثانیه: کل ترافیک اینترنت در سریع‌ترین شبکه دنیا تنها بر روی یک فیبر نوری حمل می شود

تیمی متشکل از محققین هلندی و آمریکایی توانستند با انتقال ۲۵۵ ترابیت داده در هر ثانیه بر روی تنها یک رشته فیبر شیشه‌ای، رکورد سرعت شبکه‌های مبتنی بر فیبر نوری را درهم بشکنند.

این سرعت تقریبا معادل چیزی حدود ۳۲ ترابایت در ثانیه است که با آن می‌توان یک فیلم ۱ گیگابایتی را ظرف ۳۱٫۲۵ میکروثانیه (۰٫۰۳ میلی‌ثانیه) منتقل کرد. برای درک بهتر تصور کنید که بتوان کل محتوای یک هارد یک ترابایتی را در ۳۲ میلی‌ثانیه در شبکه منتقل نمود.

در مقام مقایسه، سریع‌ترین لینک تک رشته‌ای فیبر نوری که به صورت تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرد، حداکثر به سرعت ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه دست پیدا می‌کند، چیزی حدود ۲۵۵۰ بار کندتر.

۲۵۵ ترابیت واقعا رقم بزرگی است. این ظرفیت بیشتر از تمام کابل‌ها و (البته صدها رشته فیبر نوری) است که در حال حاضر در زیر اقیانوس اطلس گسترده شده‌اند. در واقع ۲۵۵ ترابیت در ثانیه شبیه (یا حتی بیشتر از) کل ترافیکی است که در اینترنت آن‌هم در اوج بار شبکه منتقل می‌شود.

اما محققین دانشگاه فناوری آیندهوون و دانشگاه مرکزی فلوریدا چگونه این کار را کرده‌اند؟ مسلما با یک فیبر چند هسته‌ای. در حال حاضر کل ستون فقرات اینترنت متشکل از فیبرهای پلاستیک و شیشه‌ای تک حالته است. این فیبرها تنها می توانند یک حالت نوری (Light Mode) یا به صورت ساده‌تر نور یک لیزر منفرد را منتقل کنند.

(البته موضوع کمی پیچیده‌تر از این توضیحات ساده است، اما شرح آن از حوصله این مطلب خارج است.) شما هنوز هم می‌توانید برای ارسال داده‌های بیشتر بر روی یک رشته فیبر، از WDM (سرنام Wavelength division multiplexing یا تقسیمات مبتنی بر طول موج) استفاده کنید، اما در نهایت قوانین فیزیکی هستند که حد نهایی سرعت را تعیین می‌کنند.

در فیبر چند هسته‌ای (به صورت ساده یک فیبرنوری که تارهای متعددی را درون خود دارد) امکان کارکرد چند حالته یا Multi Mode فراهم می‌شود. تا کنون ساخت فیبرهای چند هسته‌ای با کیفیت بالا دشوار (و البته گران) بوده است، اما به نظر می‌رسد موانع بالاخره در حال از بین رفتن هستند.

در این مورد بخصوص، محققین آمریکایی و هلندی از یک فیبر نوری با هفت هسته مجزا استفاده کرده‌اند که این هفت رشته به شکل یک شش ضلعی منتظم (به همراه یک رشته مرکزی) چیده شده بودند. آن‌ها از مالتی پلکسینگ فضایی استفاده کرده‌اند تا به سرعت ۵٫۱ ترابیت در هر حامل (Carier) برسند و سپس به کمک WDM توانسته‌اند ۵۰ حامل را در این هفت هسته توزیع کنند تا به سرعت باورنکردنی ۲۵۵ ترابیت در ثانیه دست پیدا کنند.

البته این تنها یک نمایش آزمایشگاهی با برد کوتاه نبوده و فیبر نوری استفاده شده یک کیلومتر (۰٫۶۲ مایل) طول داشته است.

در نهایت فیبرهای چند هسته‌ای به احتمال بسیارزیاد جایگزین ستون فقرات کنونی که تک حالته است خواهند شد، اما با در نظر گرفتن میلیون‌ها مایل کابل جدیدی که باید کشیده شود و حجم عظیم سخت‌افزارهای مسیریابی که باید برای این فناوری جدید مورد استفاده قرار بگیرند، این جایگزینی به زمان بسیار زیادی احتیاج خواهد داشت.

در عین حال با نرخ رشد فزاینده ترافیک اینترنت (که بیشتر معلول اقبال عمومی به استریم ویدیو و البته تلفن‌های هوشمند و تبلت‌هایی است که میلیاردها نفر را آنلاین می‌کنند) حداقل امیدوارکننده است که بدانیم فناوری‌هایی در اختیار داریم که نمی‌گذارند هیچ‌گاه با مشکل پهنای باند روبرو شویم.