Một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Polina Bayvel (Đại học College London - UCL) dẫn đầu vừa thiết lập kỷ lục mới về tốc độ truyền dữ liệu qua cáp quang, đạt mức 450 terabit/giây, tương đương 450.000 tỷ bit mỗi giây.
Thử nghiệm được triển khai trên tuyến cáp quang thực tế dưới lòng London, nối từ phòng thí nghiệm tại Bloomsbury đến trung tâm dữ liệu Canary Wharf và quay trở lại. Đây là một trong số ít các nghiên cứu đạt tốc độ cực cao nhưng được kiểm chứng trong điều kiện vận hành thực tế, thay vì môi trường phòng thí nghiệm lý tưởng.
Theo nhóm nghiên cứu, tốc độ này đủ để phục vụ việc phát trực tuyến khoảng 50 triệu bộ phim cùng lúc, một con số cho thấy quy mô khổng lồ của băng thông đạt được.
Nhà nghiên cứu Ronit Sohanpal bên cạnh hệ thống cáp quang lập kỷ lục (Ảnh: UCL).
Điểm đáng chú ý của công trình không chỉ nằm ở con số kỷ lục, mà còn ở khả năng áp dụng trực tiếp trên hạ tầng hiện có. Hệ thống cáp được sử dụng trong thử nghiệm là các tuyến cáp thương mại đã vận hành từ trước, thậm chí có những đoạn cũ, đầu nối bị ảnh hưởng bởi môi trường.
Trong bối cảnh đó, việc đạt được tốc độ cao gấp khoảng 10 lần so với mạng thương mại hiện nay cho thấy tiềm năng nâng cấp mạng lưới mà không cần xây dựng mới hoàn toàn.
Theo các nhà khoa học, nếu được triển khai rộng rãi, công nghệ này tương đương với việc bổ sung thêm nhiều tuyến cáp song song trên cùng một hạ tầng, nhưng không phát sinh chi phí lớn cho việc đào đường hay lắp đặt mới.
Để đạt được bước tiến này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các thiết bị phần cứng chuyên dụng kết hợp với phương pháp truyền tín hiệu trên phổ bước sóng rộng hơn nhiều so với hiện nay.
Cụ thể, tín hiệu được truyền trên dải bước sóng từ 1264nm đến 1617,8nm, mở rộng đáng kể so với dải phổ đang được sử dụng trong các hệ thống thương mại. Việc mở rộng phổ cho phép truyền nhiều dữ liệu hơn trong cùng một sợi cáp.
Tuy nhiên, đi kèm với đó là những thách thức kỹ thuật phức tạp. Khi truyền tín hiệu ở nhiều bước sóng và cường độ khác nhau, tín hiệu ánh sáng có thể bị biến dạng do sự khác biệt về chiết suất trong lõi sợi quang.
Để khắc phục, nhóm nghiên cứu đã phát triển các thuật toán và kỹ thuật xử lý tín hiệu mới, giúp giảm thiểu nhiễu và duy trì chất lượng truyền tải.
Theo các chuyên gia, nhu cầu băng thông toàn cầu đang tăng nhanh chưa từng có, đặc biệt dưới tác động của trí tuệ nhân tạo, điện toán đám mây và các dịch vụ dữ liệu thời gian thực.
Các hệ thống AI hiện nay không chỉ tiêu thụ dữ liệu mà còn liên tục tạo ra lượng dữ liệu khổng lồ, gây áp lực lớn lên hạ tầng mạng. Trong bối cảnh đó, việc nâng cấp dung lượng truyền tải mà không cần thay thế toàn bộ hệ thống cáp là một hướng đi mang tính chiến lược.
Đánh giá về nghiên cứu, chuyên gia Kerrianne Harrington (Đại học Bath) cho rằng điểm mạnh lớn nhất của công trình là tính thực tiễn. Thay vì phát triển loại cáp hoàn toàn mới, nhóm nghiên cứu đã tận dụng chính hạ tầng sẵn có, vốn là phần tốn kém nhất trong hệ thống viễn thông.
Theo bà, việc nâng cấp trên nền cáp cũ có thể giúp tăng dung lượng mạng nhanh chóng, hiệu quả hơn so với việc đầu tư xây dựng các tuyến cáp mới từ đầu.
Dù vậy, các nhà khoa học cho biết công nghệ này vẫn cần thêm thời gian để hoàn thiện trước khi thương mại hóa. Dự kiến, việc triển khai trên quy mô lớn có thể diễn ra trong vòng 5 năm tới.
Nếu thành công, đây có thể là một bước ngoặt quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu dữ liệu ngày càng tăng, đồng thời giảm đáng kể chi phí nâng cấp hạ tầng internet toàn cầu.
