สายใยแกนว่างส่งข้อมูล 51.3 Tb/s ข้าม 200 กม. โดยไม่มีเครื่องขยายสัญญาณ

การทดสอบสายใยแกนว่าง (Hollow‑Core Fiber) ระยะ 200 กม. ของ China Telecom ร่วมกับผู้ผลิตอุปกรณ์แสง Dekoli ส่งข้อมูลได้เร็วถึง 51.3 Tb/s โดยไม่ต้องใช้เครื่องขยายสัญญาณ ซึ่งทำให้สื่อสารข้ามพรมแดนในรูปแบบเชิงพาณิชย์เป็นระยะไกลที่สุดระดับโลก

Overview

การทดลองครั้งนี้เป็นการใช้สายใยแกนว่างแบบเชิงพาณิชย์ที่ยาวที่สุดในโลกข้ามพรมแดน ซึ่งก่อนหน้านี้การส่งสัญญาณระยะไกลมักต้องพึ่งพาเครื่องขยายสัญญาณ (signal boosters) เพื่อรักษาคุณภาพของแสง การทำสำเร็จโดยไม่มีเครื่องขยายบ่งบอกว่าเทคโนโลยี HCF กำลังเข้าสู่ระดับที่พร้อมใช้งานจริงในโครงข่ายการสื่อสารระดับสูง

จากข้อมูลของโครงการ การส่งข้อมูลที่อัตรา 51.3 Tb/s นี้ทำได้โดยใช้เทคโนโลยีการบีบอัดแสงขั้นสูงและการจัดการโหมดหลายแบบ (mode‑division multiplexing) ซึ่งเป็นเทคนิคที่ช่วยเพิ่มจำนวนช่องสัญญาณบนเส้นใยเดียวโดยไม่เพิ่มสัญญาณรบกวน

การทดสอบดำเนินการบนเส้นทางข้ามพรมแดนที่เชื่อมต่อระหว่างจีนและประเทศเพื่อนบ้านโดยตรง ซึ่งถือเป็นการทดสอบเชิงพาณิชย์ครั้งแรกของสายใยแกนว่างในระยะไกลขนาดนี้

Technical Details

สายใยแกนว่างที่ใช้ในโครงการนี้มีโครงสร้างภายในเป็นช่องว่างที่ล้อมรอบด้วยวัสดุที่มีดัชนีหักศูนย์ (low‑index) ทำให้แสงเดินทางผ่านอากาศแทนการเดินทางผ่านแก้วซิลิกาแบบดั้งเดิม การเดินทางในอากาศทำให้ความสูญเสียของสัญญาณ (attenuation) ต่ำกว่าที่เคยพบในสายใยแบบดั้งเดิมหลายเท่า

การบีบอัดข้อมูลที่ 51.3 Tb/s ได้รับการสนับสนุนจากอุปกรณ์แสงของ Dekoli ซึ่งรวมถึงเครื่องส่งและรับสัญญาณที่ออกแบบมาเพื่อรองรับแบนด์วิธสูงสุดโดยไม่ต้องใช้เครื่องขยายสัญญาณกลางทาง การใช้เทคโนโลยีการมอดูเลชั่นหลายโหมดทำให้สามารถส่งข้อมูลหลายช่องสัญญาณพร้อมกันบนสายใยเดียวได้

แม้จะไม่มีการเปิดเผยรายละเอียดเชิงลึกเกี่ยวกับอัตราการสูญเสีย (loss) หรือความหนาแน่นของสัญญาณ (signal‑to‑noise ratio) อย่างเป็นตัวเลข แต่การบรรลุผลลัพธ์โดยไม่ต้องใช้เครื่องขยายสัญญาณแสดงให้เห็นว่าความสูญเสียของสายใยแกนว่างในระยะ 200 กม. อยู่ในระดับที่ยอมรับได้สำหรับการส่งข้อมูลระดับเทราไบต์ต่อวินาที

การทดสอบนี้ยังแสดงให้เห็นถึงความเสถียรของระบบควบคุมอุณหภูมิและการจัดการแรงดันที่จำเป็นต่อการรักษาโครงสร้างของช่องว่างภายในเส้นใย ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการป้องกันการบิดงอหรือการเสียรูปของสายใยในระยะไกล

Record Significance

การบรรลุอัตราการส่งข้อมูล 51.3 Tb/s ผ่านสายใยแกนว่างโดยไม่ใช้เครื่องขยายสัญญาณถือเป็นการทำลายสถิติระดับโลกในแง่ของความเร็วและระยะทางพร้อมกัน ก่อนหน้านี้สถิติสูงสุดของ HCF มักถูกจำกัดที่ระยะไม่เกิน 100 กม. หรือจำเป็นต้องมีเครื่องขยายสัญญาณเพื่อบรรเทาการสูญเสีย

การไม่มีเครื่องขยายสัญญาณทำให้โครงข่ายสามารถลดต้นทุนการติดตั้งและบำรุงรักษาได้ เนื่องจากเครื่องขยายสัญญาณต้องใช้พลังงานและต้องมีการตรวจสอบบ่อยครั้ง การตัดขั้นตอนนี้ออกไปอาจส่งผลให้การขยายโครงข่ายในพื้นที่ห่างไกลหรือภูมิประเทศยากต่อการเข้าถึงเป็นไปได้อย่างคุ้มค่า

นอกจากนี้ ความเร็ว 51.3 Tb/s ยังเหนือกว่าความต้องการของบริการอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงทั่วไปหลายเท่า ทำให้เปิดโอกาสให้บริการใหม่ ๆ เช่น การประมวลผลแบบกระจาย (distributed computing) การสตรีมมิ่งความละเอียด 8K หรือการถ่ายโอนข้อมูลจากศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่เป็นไปได้ในเวลาอันสั้น

บันทึกนี้ยังเป็นสัญญาณเตือนว่าการพัฒนาเทคโนโลยี HCF กำลังเข้าสู่ขั้นตอนการใช้งานเชิงพาณิชย์อย่างเต็มรูปแบบ ซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงโครงสร้างตลาดของอุปกรณ์แสงและผู้ให้บริการเครือข่ายในอนาคตอันใกล้

Industry Impact

สำหรับผู้ให้บริการเครือข่ายระดับประเทศ เช่น China Telecom การนำ HCF ไปใช้จริงหมายถึงการเพิ่มศักยภาพของโครงข่ายสำรอง (backbone) โดยไม่ต้องพึ่งพาเครื่องขยายสัญญาณจำนวนมาก ซึ่งอาจลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานต่อกิกะบิตต่อเดือนอย่างมีนัยสำคัญ

ผู้ผลิตอุปกรณ์แสงที่ยังคงพัฒนาเทคโนโลยี HCF จะได้รับโอกาสทางการตลาดเพิ่มขึ้น เนื่องจากความต้องการโซลูชันที่สามารถให้แบนด์วิธสูงพร้อมกับการประหยัดพลังงานเป็นที่นิยมมากขึ้น การทำสำเร็จของการทดลองนี้อาจกระตุ้นให้ผู้ผลิตรายอื่น ๆ เข้าร่วมแข่งขันพัฒนาสายใยแกนว่างที่มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น

ในระดับสากล การทดสอบนี้อาจเป็นแรงบันดาลใจให้ประเทศอื่น ๆ ที่กำลังวางแผนขยายโครงข่ายไฟเบอร์ระดับชาติพิจารณานำ HCF มาเป็นส่วนหนึ่งของแผนพัฒนา เนื่องจากข้อได้เปรียบด้านความเร็วและความยั่งยืนที่ชัดเจน

อย่างไรก็ตาม การนำ HCF ไปใช้ในโครงข่ายกว้างอาจต้องเผชิญกับอุปสรรคด้านมาตรฐานการเชื่อมต่อและการปรับเปลี่ยนอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน ซึ่งอาจต้องใช้เวลาหลายปีในการเปลี่ยนผ่านอย่างเต็มรูปแบบ

Future Outlook

ตามที่ผู้เชี่ยวชาญด้านแสงระบุ การพัฒนาเทคโนโลยี HCF ยังคงอยู่ในช่วงต้นของการประยุกต์ใช้งานเชิงพาณิชย์ การทดสอบ 200 กม. นี้จึงเป็นขั้นตอนสำคัญที่แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการขยายระยะทางและความเร็วในอนาคต

การวิจัยต่อไปมักมุ่งเน้นที่การลดค่าใช้จ่ายของการผลิตสายใยแกนว่างและเพิ่มความทนทานต่อสภาพแวดล้อมภายนอก ทั้งนี้เพื่อให้การติดตั้งในพื้นที่หลากหลาย เช่น แนวชายฝั่งหรือภูเขา สามารถทำได้อย่างคุ้มค่า

นอกจากนี้ การผสานเทคโนโลยี HCF กับระบบเครือข่าย 5G และการเตรียมพร้อมสำหรับ 6G จะเป็นหัวข้อสำคัญ เนื่องจากความต้องการแบนด์วิธที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง การใช้ HCF อาจเป็นหนึ่งในวิธีแก้ไขคอขวดของโครงข่ายในยุคดิจิทัลที่กำลังขยายตัวอย่างรวดเร็ว

สุดท้าย การสนับสนุนจากรัฐบาลและองค์กรระหว่างประเทศในการกำหนดมาตรฐานและส่งเสริมการลงทุนด้าน HCF จะเป็นตัวกำหนดความเร็วของการนำเทคโนโลยีนี้สู่ตลาดระดับโลก

Summary

การทดสอบสายใยแกนว่างระยะ 200 กม. ของ China Telecom ร่วมกับ Dekoli ส่งข้อมูลได้ 51.3 Tb/s โดยไม่ต้องใช้เครื่องขยายสัญญาณ ทำลายสถิติระดับโลกและเปิดประเด็นใหม่สำหรับการขยายโครงข่ายไฟเบอร์ความเร็วสูงในอนาคต.