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Negli ultimi dieci anni i ricercatori di tutto il mondo lavorano incessantemente per aumentare la velocità di trasmissione dei dati su cavi di fibra ottica di dimensioni standard. Un nuovo traguardo è stato raggiunto dai ricercatori del National Institute of Information and Communications Technology (Nict), in Giappone, in collaborazione coi colleghi di Nokia Bell Labs e Prysmian Group.
L’esperimento ha stabilito il valore record di 1 petabit al secondo, che è superiore di 2.5 volte all’attuale velocità di trasmissione dei dati nelle fibre ottiche multimodali. Per capire l’entità di questo risultato, è sufficiente pensare che questa velocità di trasmissione equivale a consentire a 10 milioni di persone di guardare contemporaneamente una trasmissione televisiva in 8K su un singolo collegamento in fibra ottica.
Il risultato segue un trend esponenziale di miglioramenti registrati negli ultimi anni, grazie anche all’utilizzo di nuove tecnologie sempre più efficienti, come le fibre ottiche multimodali, che consentono rispetto a quelle multi-core di supportare una maggiore densità di segnale spaziale, oltre a essere più facili da produrre.
Una crescita necessaria, che orienta le ricerche della comunità scientifica nel trovare soluzioni adeguate in grado di seguire di pari passo l’evoluzione dell’utilizzo della rete Internet da parte degli utenti, e l'aumento costante di coloro che navigano in rete e interagiscono nei social network, guardano film e video on demand.
Fibra ottica: un record dopo l’altro
Il campo di ricerca per massimizzare la velocità di trasmissione dati su fibra ottica segna continuamente nuovi record. Solo lo scorso agosto 2020 i ricercatori dell’University College di Londra in collaborazione con le compagnie Xtera e KDDI Research hanno annunciato sulla rivista scientifica IEEE Phothonics Technology Letters di aver stabilito il record mondiale di velocità nella trasmissione di dati in Internet pari a 178 Terabit al secondo.
Un record che ha migliorato del 20% quello precedente segnato da un team giapponese. Per capire di che velocità stiamo parlando, basta pensare che è più che sufficiente a scaricare l’intero catalogo di film e serie TV offerti sulla piattaforma di streaming Netflix in meno di un secondo. I ricercatori di Londra sono riusciti a segnare il traguardo utilizzando nuove tecnologie che permettono di sfruttare in modo più efficiente quelle già esistenti, così ad ottenere un migliore utilizzo della larghezza di banda della fibra ottica.
In particolare, gli scienziati hanno trasmesso i dati attraverso una gamma di lunghezze d’onda più ampia di quelle tipicamente usate. La tecnica sviluppata dagli scienziati, e che ha permesso di ottenere il record, può essere applicata anche alle attuali infrastrutture, semplicemente posizionando degli amplificatori lungo le reti in fibra ottica a intervalli oscillanti tra i 40 e i 100 chilometri.
Fibra ottica: il nuovo record di 1 petabit per secondo
Un ulteriore passo avanti nell’aumento della velocità di trasmissione dei dati su fibra ottica arriva dal gruppo di ricercatori guidati da Georg Rademacher del Nict, che ha collaborato coi team guidati da Nicolas K. Fontaine del Nokia Bell Labs e con Pierre Sillard del Prysmian Group.
Utilizzando una fibra ottica multimodale single-core, cioè con un solo “nucleo”, si è riusciti a raggiungere la velocità di trasmissione record di 1 petabit al secondo, un risultato che migliora di 2.5 volte il precedente record ottenuto in passato con questa configurazione, pari a 400 Terabit al secondo.
L’esperimento ha richiesto la realizzazione di una fibra ottica di trasmissione lunga 23 chilometri, realizzata dalla società francese Prysmian, in cui eseguire le prove di trasmissione del segnale grazie anche ai multiplexer modulari sviluppati dalla statunitense Nokia Bell Labs. Gli scienziati del Nict invece hanno progettato e realizzato il sottosistema a banda larga che ha consentito di trasmettere e ricevere diverse centinaia di canali ad alta efficienza spettrale e con un’alta qualità del segnale.
Il risultato è particolarmente importante proprio per le caratteristiche della fibra ottica utilizzata, che è multimodale a single-core: facile da produrre e che offre un’elevata densità del segnale.
Fibra ottica super veloce: le prospettive per il futuro
Sono ormai dieci anni che cresce la necessità di sviluppare connessioni Internet con velocità di trasmissioni dei dati sempre maggiori e quindi raggiungere record di throughput sempre più alti. A dettare una necessità ancor maggiore di garantire connessioni Internet veloci è stata la pandemia da Covid-19, che ha ridisegnato le abitudini non solo nel vivere la casa e la quotidianità, ma anche la vita lavorativa grazie allo smart working.
Per questo motivo lo sviluppo di nuove tecnologie diventa cruciale per rispondere in modo adeguato alla richiesta di banda di comunicazione da parte del mercato che si fa sempre più pressante. Raggiungere record come quelli descritti apre a un futuro nell’era dell’informazione e della comunicazione che sembra essere così sempre più vicino.
Il prossimo passo dei ricercatori del Nict insieme ai propri collaboratori sarà quello di estendere la distanza della trasmissione multimodale e di integrarla con la tecnologia della fibra ottica multi-core, così da poter porre le basi per la progettazione e la realizzazione di una rete globale in grado di trasmettere dati a una velocità senza precedenti.
