Trung Quốc lập kỷ lục truyền dữ liệu 51,3 Tb/s trên 206 km cáp quang lõi rỗng, không cần tái tạo tín hiệu

Tập đoàn sản xuất cáp quang YOFC (Yangtze Optical Fibre and Cable) của Trung Quốc vừa công bố một cột mốc mới trong lĩnh vực truyền dẫn quang khi đạt tốc độ 51,3 Tb/s trên tuyến cáp quang lõi rỗng (Hollow-Core Fiber - HCF) dài 206,5 km mà không cần tái tạo hay khuếch đại tín hiệu trung gian.

Đây được xem là lần đầu tiên một hệ thống cáp quang lõi rỗng đạt khả năng truyền 1,2 Tb/s trên mỗi bước sóng trong điều kiện vận hành thực tế trên một tuyến cáp thương mại, thay vì chỉ trong môi trường phòng thí nghiệm.

Thiết lập kỷ lục mới trên tuyến cáp thương mại

Thử nghiệm được thực hiện với sự hợp tác giữa YOFC, China Telecom và nhà sản xuất thiết bị quang học Dekoli trên tuyến cáp quang lõi rỗng xuyên biên giới đang hoạt động.

Theo nhóm nghiên cứu, hệ thống đã truyền dữ liệu với tổng băng thông 51,3 Tb/s trên quãng đường 206,5 km mà không cần sử dụng các bộ tái tạo hoặc khuếch đại tín hiệu giữa đường – thành phần vốn gần như bắt buộc trong các hệ thống cáp quang đường dài hiện nay.

Thành tích này được đánh giá là một bước tiến quan trọng đối với công nghệ truyền dẫn quang tốc độ cực cao, đặc biệt trong bối cảnh nhu cầu truyền tải dữ liệu của AI, điện toán đám mây và trung tâm dữ liệu ngày càng tăng mạnh.

Cáp quang lõi rỗng khác gì cáp quang truyền thống?

Điểm khác biệt lớn nhất của công nghệ HCF nằm ở cấu trúc truyền ánh sáng.

Trong cáp quang truyền thống, tín hiệu ánh sáng di chuyển bên trong lõi thủy tinh silica. Trong khi đó, cáp quang lõi rỗng cho phép ánh sáng truyền chủ yếu qua không khí nằm bên trong lõi sợi quang.

Nhờ đó, ánh sáng có thể truyền nhanh hơn đáng kể và giảm hiện tượng méo tín hiệu do vật liệu thủy tinh gây ra.

Theo YOFC, công nghệ này mang lại:

• Giảm khoảng 31% độ trễ truyền dẫn.
• Tăng khoảng 47% tốc độ lan truyền tín hiệu so với cáp quang thông thường.
• Giảm suy hao và biến dạng tín hiệu trên khoảng cách dài.

Những ưu điểm này giúp HCF trở thành một trong những hướng phát triển đầy hứa hẹn cho mạng viễn thông thế hệ tiếp theo và các trung tâm dữ liệu quy mô lớn.

Tối ưu từng bước sóng để đạt băng thông hơn 51 Tb/s

Thành công của thử nghiệm không chỉ đến từ loại cáp mới mà còn nhờ phương pháp tối ưu truyền dẫn.

Thay vì vận hành tất cả các kênh quang ở cùng mức công suất, nhóm nghiên cứu đã điều chỉnh linh hoạt tốc độ truyền và công suất của từng bước sóng riêng biệt.

Giải pháp này giúp hệ thống giảm tác động của hiện tượng hấp thụ khí trong lõi không khí – một trong những thách thức lớn nhất của công nghệ cáp quang lõi rỗng.

Việc phân bổ công suất thông minh cũng cho phép tận dụng tối đa toàn bộ phổ bước sóng, từ đó đạt tổng băng thông lên tới 51,3 Tb/s.

Thiết kế bộ khuếch đại hoàn toàn mới

Một thách thức khác là duy trì tín hiệu ổn định khi truyền công suất quang lớn trên quãng đường hơn 200 km.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm phát triển đã thiết kế một hệ thống khuếch đại chuyên dụng có khả năng duy trì mức công suất ổn định trên toàn bộ dải bước sóng, đồng thời đạt công suất đầu ra tối đa 33,5 dBm.

Bên cạnh đó, hệ thống còn tích hợp nhiều cơ chế bảo vệ như:

• Phát hiện lỗi tự động.
• Cơ chế khóa liên động khi xảy ra sự cố.
• Tự động ngắt hệ thống khi phát hiện bất thường.
• Hệ thống cảnh báo nhằm bảo vệ đường truyền và thiết bị quang.

Mở đường cho mạng viễn thông tốc độ siêu cao

Việc đạt tốc độ truyền hơn 51 Tb/s trên hơn 200 km mà không cần tái tạo tín hiệu cho thấy công nghệ cáp quang lõi rỗng đang tiến gần hơn đến khả năng thương mại hóa quy mô lớn.

Nếu tiếp tục được hoàn thiện, HCF có thể trở thành nền tảng cho các mạng truyền dẫn thế hệ mới, phục vụ nhu cầu ngày càng cao của điện toán AI, trung tâm dữ liệu, mạng 6G và các tuyến cáp quang đường trục quốc tế trong tương lai.