Un team di ricercatori giapponesi, australiani, olandesi e italiani ha stabilito un nuovo record di velocità per una fibra ottica standard, raggiungendo 1,7 Petabit su una lunghezza di 67 km. La fibra, che contiene 19 nuclei in grado di trasportare ciascuno un segnale, soddisfa gli standard globali per le dimensioni della fibra, garantendo la possibilità di adottarla senza dover modificare massicciamente l’infrastruttura. Inoltre, utilizza una minore quantità di elaborazione digitale, riducendo notevolmente la potenza richiesta per ogni bit trasmesso. I ricercatori della Macquarie University hanno sostenuto l’invenzione sviluppando un chip di vetro stampato al laser in 3D che consente l’accesso ai 19 flussi di luce trasportati dalla fibra e garantisce la compatibilità con le apparecchiature di trasmissione esistenti. La fibra è stata sviluppata dall’Istituto nazionale giapponese di tecnologia dell’informazione e delle comunicazioni (NICT, Giappone) e da Sumitomo Electric Industries (SEI, Giappone), il lavoro è stato svolto in collaborazione con la Eindhoven University of Technology, l’Università dell’Aquila e la Macquarie University. Tutto il traffico internet mondiale viene trasportato attraverso fibre ottiche dello spessore di 125 micron ciascuna (paragonabile allo spessore di un capello umano). Queste fibre, standard del settore, collegano continenti, centri dati, torri di telefonia mobile, stazioni terrestri satellitari e le nostre case e aziende.
Da 20 Mega a 22 Terabit: l’evoluzione della fibra
Nel 1988, il primo cavo sottomarino in fibra ottica che ha attraversato l’Atlantico aveva una capacità di 20 Megabit o 40.000 chiamate telefoniche, in due coppie di fibre. Conosciuto come TAT 8, arrivò giusto in tempo per supportare lo sviluppo del World Wide Web. Ma ben presto raggiunse la sua capacità massima. L’ultima generazione di cavi sottomarini, come il cavo Grace Hopper, entrato in servizio nel 2022, trasporta 22 Terabit in ciascuna delle 16 coppie di fibre. Si tratta di una capacità un milione di volte superiore a quella del TAT 8, ma non è ancora sufficiente a soddisfare la domanda di TV in streaming, videoconferenze e tutte le altre comunicazioni globali. “Decenni di ricerca sull’ottica in tutto il mondo hanno permesso all’industria di spingere sempre più dati attraverso singole fibre”, spiega il dottor Simon Gross della School of Engineering della Macquarie University. “Hanno usato colori diversi, polarizzazioni diverse, e molti altri trucchi per manipolare la luce”. La maggior parte delle fibre attuali ha un singolo nucleo che trasporta più segnali luminosi. Ma questa tecnologia attuale è praticamente limitata a pochi Terabit al secondo a causa dell’interferenza tra i segnali. “Potremmo aumentare la capacità utilizzando fibre più spesse. Ma le fibre più spesse sarebbero meno flessibili, più fragili, meno adatte ai cavi a lungo raggio e richiederebbero una massiccia riprogettazione dell’infrastruttura in fibra ottica”, spiega il dottor Gross. Per soddisfare la domanda di movimento di dati in crescita esponenziale, le società di telecomunicazioni hanno bisogno di tecnologie che offrano un flusso di dati maggiore a costi ridotti. “Qui alla Macquarie University abbiamo creato un chip di vetro compatto con un modello di guida d’onda inciso con una tecnologia di stampa laser 3D. Ciò consente di alimentare contemporaneamente i segnali nei 19 nuclei della fibra con perdite ridotte e uniformi. Altri approcci sono caratterizzati da perdite e da un numero limitato di nuclei”, spiega il dottor Gross. “È stato emozionante lavorare con i leader giapponesi della tecnologia delle fibre ottiche. Spero che vedremo questa tecnologia nei cavi sottomarini entro cinque o dieci anni“. Un altro ricercatore coinvolto nell’esperimento, il professor Michael Withford della Scuola di Scienze Matematiche e Fisiche della Macquarie University, ritiene che questa svolta nella tecnologia delle fibre ottiche abbia implicazioni di vasta portata. Il professor Withford afferma che “La tecnologia brevettata sottostante ha molte applicazioni, tra cui la ricerca di pianeti in orbita attorno a stelle lontane, il rilevamento di malattie e persino l’identificazione di danni nelle tubature fognarie”. I risultati del loro lavoro sono stati pubblicati su OPTICA
