世界最慢网速(人类实现世界最高网速)

世界最慢网速(人类实现世界最高网速)(1)

互联网与我们的生活密不可分,对网速的要求与日俱增。我们所处的是网络时代,网速的快慢影响着我们生活的质量,确实正常来说,4G网络的速度已经满足大部分人的网络需求了,

但是对于国家的科技发展来说,网络速度是没有上限的,网络越发达,越能带来更多的科技产物。


打破记录

最近有一个国外的消息传来,由日本工程师经过不断的技术探索,利用一种新型光缆、组合了稀土元素的放大器和一个强大的激光系统,成功实现了319Tb/s的网络速度,打破了之前的数据传输速度纪录。

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一条超过3000公里(1864英里)长的光缆,该团队实现了319兆比特每秒(Tb/s)的数据传输速度。

这不仅打破了此前NICT(由日本和英国共同创造)的178Tb/s纪录,而且该技术与现有的基础设施兼容,这意味着升级以及快速的应用相对容易。

在NICT的技术基础下,由日本国家信息与通信技术研究所(NICT)的物理学家Benjamin Puttnam领导的科学家和工程师团队再次取得突破。


世界上最快的网速能有多快?

目前来说,日本所突破的319Tb/s就是目前世界最快的网速

可能大家对这个数字看起来并不是那么直观,我们可以换算一下

网络速度的换算单位:1T=1024G,1G=1024M,1M=1024

在此基础上,通过计算我们得到319Tb/s=334,495,744Mb/s

在我们生活中,20M的带宽,需要达到2.5Mb/s的下载速率,50M的带宽,需要达到6.25Mb/s的下载速率。对此,我们生活所用的网络速度跟日本突破的最快速度根本没有可比性。

通过这些直观的数据对比后,已经能够感叹到319Tb/s的厉害之处了。


它是如何实现的?

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01 采用四芯光纤

之前的记录178Tb/s是使用了耦合的三芯光纤,目前市场上使用的,是单光纤管,而三芯光纤是沿三个光纤管来输送数据。

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如此一来,就可以减少长距离的输送过程中信号的失真。为何说是在此基础上破的记录,这也是因为最新的319Tb/s的技术手段也是使用了类似的技术,在三芯的基础上再加一芯,封装在一根和标准光缆线路尺寸差不多的电缆中。

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这种具有标准包层直径的4芯(多芯光纤)很适合在前期采用空分复用的高吞吐量、长距离链路传输。它与传统电缆基础设施兼容,并且具有与单模光纤相当的机械可靠性。

日本的研究人员通过光纤的盘绕比特(coiled bits)来循环数据,成功模拟出了3000千米的传输距离。而在此前,日本与英国合作的178Tb/s的速度是在2000千米的距离上完成的。

在以前的波长复用技术中,通常使用 C 波段和 L 波段的波长,如果扩展波段并使用 S 波段,则即使实现了高容量,也不需要光放大技术,并且只能传输几十公里左右。

02 数据传输采用了波分复用技术

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简单来说,就是系统由一个梳状激光器发射多个波长的信号,并将这些信号分成了552个信道,然后将其分别发送到四个光纤芯。

其中,每沿途70000米就会放一个放大器增强信号,避免信息大量丢失。

前级仪表放大器的输出经缓冲进入次级放大器,该级为可编程增益放大器PGA,放大后的信号经滤波处理具有最平坦的频响特性,滤波器为8阶低通滤波器,其可程控设置截止频率从10Hz到100KHz。

次级滤波为二阶有源低通滤波,用于消除数字干扰,低通滤波的次级可选加带通滤波器,其下限截止频率采用拔动开关设定,低通和带通滤波器可通过程控接入或跳过,实现放大及滤波的功能。

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这里用的放大器也不一样,其中一种掺有稀土元素铥thulium和铒erbium,这两种材料广泛应用于高强度发电光源、激光、高温超导体等领域中。

埃尔比姆 (Er3 和钛(Tm)3 少量稀土离子,如,通过添加到光纤的基材中,通过照射大功率激发光,光信号放大系统利用放大现象产生长波长的信号光。 因此,实现了光纤通信的大幅长距离化。

以前用S波段信号没有实现的长距离传输,现在通过这种技术实现了。

波分复用技术特点

  • 充分利用光纤的低损耗波段,增加光纤的传输容量,使一根光纤传送信息的物理限度增加一倍至数倍。我们只是利用了光纤低损耗谱(1310nm-1550nm)极少一部分,波分复用可以充分利用单模光纤的巨大带宽约25THz,传输带宽充足。
  • 具有在同一根光纤中,传送2个或数个非同步信号的能力,有利于数字信号和模拟信号的兼容,与数据速率和调制方式无关,在线路中间可以灵活取出或加入信道。
  • 对已建光纤系统,尤其早期铺设的芯数不多的光缆,只要原系统有功率余量,可进一步增容,实现多个单向信号或双向信号的传送而不用对原系统作大改动,具有较强的灵活性。
  • 由于大量减少了光纤的使用量,大大降低了建设成本、由于光纤数量少,当出现故障时,恢复起来也迅速方便。
  • 有源光设备的共享性,对多个信号的传送或新业务的增加降低了成本。
  • 系统中有源设备得到大幅减少,这样就提高了系统的可靠性。

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最后

该团队是在6月份发表论文的,其中他们在论文中说:"标准包层直径为4核光纤,可与现有设备相联,希望这种光纤能在近期内实现实际的高数据速率传输,有助于实现5G以外新通信服务传播所必需的骨干通信系统。"

可见日本对5G的实现已经蓄势待发了。

在这些技术的创新下,NICT 通过线圈光纤位循环数据,这些光纤模拟了 3,001 公里或约 1,864 英里的传输距离,而不会降低信号或速度。这令人印象深刻,但仍有许多工作要做,达到这种速度的方法很复杂。

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中国原本作为5G的领头羊,随着华为被打压,5G的市场美国也不断增加,现在日本研发出如此强大的网络科技产物,在未来的网络市场竞争中,对于中国压力也是倍增的,对此,你们对局势以及这项技术的开发和用处有什么看法的,欢迎在评论区留言!

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