Atualmente, a linha de fibra ótica comercialmente disponível mais rápida chega a 100 Gbps. É bem rápido, é verdade, mas sua largura de banda não é grande o suficiente para nossos sistemas cada vez mais interconectados. É por isso que essa nova fibra multi-modal é tão empolgante – ela consegue transportar até 2.550 vezes mais dados de uma vez.
É isso mesmo. São 255 terabits por segundo. Isso é o suficiente para transferir arquivo de 1 GB em 31 microssegundos (0,003 segundos), ou mover todo o conteúdo de um disco de 1 TB em três décimos de segundo. Na verdade, 255 Tbps é o equivalente ao pico de carga no backbone transatlântico da internet. Esse único fio pode, literalmente, substituir completamente os cabos submarinos que temos hoje.
A tecnologia recordista foi desenvolvida por uma equipe internacional de pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, na Holanda, e na Universidade da Flórida Central, nos EUA. Eles conseguiram atingir essa velocidade impressionante graças a uma tecnologia existente (mas extremamente cara) conhecida como fibra multi-modal. Os cabos transatlânticos existentes são feitos com fibra de único modo – isso é, cada linha pode carregar apenas dados de uma única fonte laser – mas esta nova fibra contém sete “núcleos” separados e consegue carregar até sete sinais distintos simultaneamente.
A equipe também usou truques de manipulação de transmissão de dados. Eles primeiro nivelaram a técnica de multiplexação espacial (SM, na sigla em inglês) – onde sinais individuais de dados codificados de múltiplas fontes são transmitidos em paralelo – para chegar a uma velocidade de 5,1 terabits por segundo. Eles também usaram multiplexação de divisão de comprimento de onda (WDM, na sigla em inglês) – que funciona mais ou menos como o SM, mas separado e transmitindo fluxos individuais de dados em comprimentos de ondas de luz variados – para conseguir 50 sinais separados se movendo pela linha de um quilômetro simultaneamente.
Em resumo: é uma mistura de inovação de software e hardware.
A equipe explicou na Nature:
Fibras de modo único com pouca perda e grande largura de banda de transmissão são fundamentais para comunicação ótica de alta velocidade e longa distância e para formar a espinha dorsal da nossa sociedade de informação. No entanto, estamos próximos de atingir o limite fundamental da capacidade de transmissão de fibra de modo único. Assim, um novo meio de aumentar a capacidade de transmissão da fibra ótica é essencial para evitar uma crise de capacidade. Aqui, ao empregar fibras de alguns modos de múltiplos núcleos, e ao compactar multiplexadores de guia de onda tridimensionais e eficientes em termos de energia, nós demonstramos a viabilidade da multiplexação espacial para atingir taxa de dados de 5,1 Tbps em uma única largura de banda sobre uma única fibra. Além disso, ao combinar essa abordagem com multiplexação de divisão de comprimento de onda, chegamos a 255 Tbps em um cabo de 1km.
Obviamente, essa técnica ainda está longe de poder ser usada massivamente. Não apenas substituir a infraestrutura existente de modo único por essas linhas multi-modais seria caro e difícil, como também exigiria novo hardware para roteamento. Seria como substituir todas as avenidas com duas faixas por auto-estradas com oito pistas – é totalmente possível, mas não é economicamente viável. Mas, considerando a velocidade de crescimento da internet, não vai demorar muito para que o mundo realmente precise dessa tecnologia. [Nature via Extremetech]
Imagem: Sukharevskyy Dmytro (nevodka)
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