Cáp quang nhanh ngang ngửa... tốc độ ánh sáng

Các nhà nghiên cứu tại đại học Southampton, vương quốc Anh đã vừa tạo ra một loại cáp quang mới có thể truyển dẫn dữ liệu với tốc độ bằng 99,7% tốc độ ánh sáng.

Qua thử nghiệm, loại cáp quang này đạt tốc độ truyền tải 73,7Tb/s (terabit/s) - tương đương mỗi giây gởi được 10TB (1 TB = 1024 GB = 1.048.576 MB), nhanh hơn gấp 1000 lần so với hệ thống cáp quang 40Gb tiên tiến hiện có và độ trễ (latency) cũng thấp hơn nhiều.

Tốc độ của ánh sáng trong môi trường chân không là 299.792.458m/s nhưng sẽ chậm hơn nhiều tại các môi trường khác. Trong các cáp quang thông thường (cáp quang thủy tinh silica), tốc độ ánh sáng chậm hơn 31%. Trên thực tế, ánh sáng di chuyển nhanh hơn thông qua không khí thay vì thủy tinh. Vì vậy, Francesco Poletti cùng các thành viên nhóm nghiên cứu tại đại học Southampton phát minh một loại cáp quang rỗng với phần "ruột" chứa toàn không khí.

Đây không phải là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu nghĩ đến việc chế tạo một loại cáp quang rỗng nhưng trở ngại lớn nhất là nếu đường cáp bị uốn cong, ánh sáng sẽ không thể truyền qua được. Đối với loại cáp quang phổ biến hiện nay, vật liệu thủy tinh hay nhựa có một chỉ số khúc xạ khiến ánh sáng phản xạ xung quanh bên trong sợi cáp, qua đó cho phép nó đi được xa hơn. Tuy nhiên, nếu loại bỏ một phần thủy tinh/nhựa và ánh sáng bị lọt ra ngoài lớp vỏ bảo vệ thì tín hiệu sẽ suy giảm gần như ngay lập tức. Ngoài ra, bề mặt thủy tinh-khí bên trong mỗi sợi cáp cũng gây nên nhiều rắc rối, chẳng hạn như gây nhiễu tín hiệu và hạn chế tổng băng thông quang học của đường truyền.

Các nhà nghiên cứu tại Southampton đã khắc phục các vấn đề trên bằng cách cải tiến thiết kế lõi rỗng, sử dụng một loại vành bọc photonic-bandgap siêu mỏng. Thiết kế mới này cho phép tỷ lệ thất thoát ánh sáng giảm xuống còn 3,5dB/km, băng thông rộng 160nm và độ trễ thấp. Do đó, dữ liệu được truyền đi với tốc độ nhanh hơn 31%. Để đạt được tỷ lệ truyền dẫn 73,7Tb/s, các nhà nghiên cứu đã sử dụng phương thức ghép kênh quang theo bước sóng (Wavelength Division Multiplexing) để truyền cùng lúc 37 tín hiệu 40Gb bằng cáp rỗng. Tính đến hiện tại thì đây là một trong những tỷ lệ truyền dẫn nhanh nhất đạt được trong phòng thí nghiệm.

Đối với các ứng dụng thực tế, tỷ lệ thất thoát ánh sáng 3,5dB/km là một con số rất đáng kể nhưng loại cáp quang rỗng "ruột" nói trên sẽ chưa thể thay thế hệ thống cáp quang sợi thủy tinh hiện nay. Đối với những đoạn đường ngắn, chẳng hạn như giữa các trung tâm dữ liệu và mạng lưới kết nối siêu may tính thì loại cáp quang này sẽ mang lại sự cải thiện rõ rệt về tốc độ cũng như giảm thiểu độ trễ tối đa.

TIN CŨ HƠN
Kenguru – chiếc xe sinh ra cho người khuyết tật, chỉ có một cửa duy nhất nhưng cực tiện cho người đi xe lăn

Kenguru – chiếc xe sinh ra cho người khuyết tật, chỉ có một cửa duy nhất nhưng cực tiện cho người đi xe lăn

Hãng Community Cars ở bang Texas (Mỹ) đã sáng chế ra một loại ô tô điện mang tên Kenguru, dành cho người khuyết tật phải ngồi xe lăn.

Đăng ngày: 10/12/2025
Điện thoại giúp nhìn xuyên thấu mọi chất liệu

Điện thoại giúp nhìn xuyên thấu mọi chất liệu

Các nhà nghiên cứu tại viện công nghệ UT Dallas mới đây đã biến những chiếc điện thoại cầm tay thành thiết bị giúp người dùng có thể nhìn xuyên thấu mọi chất liệu như tường, gỗ, nhựa, giấy…

Đăng ngày: 15/06/2025
Mỹ sắp phóng máy bay nhanh gấp 20 lần âm thanh

Mỹ sắp phóng máy bay nhanh gấp 20 lần âm thanh

Trang Space.com cho hay, Cơ quan Dự án Nghiên cứu cấp cao Quốc phòng Mỹ (tức DARPA) đã lên kế hoạch phát triển và bay thử loại máy bay siêu âm có tên X-Plane tốc độ Mach 20 trong năm 2016.

Đăng ngày: 07/11/2024
Nhìn xuyên đêm với kính hồng ngoại giá rẻ

Nhìn xuyên đêm với kính hồng ngoại giá rẻ

Lái một chiếc xe đi trong đêm mưa là điều rất khó khăn vì bị hạn chế tầm nhìn, khó phát hiện động vật hoặc chướng ngại vật phía trước.

Đăng ngày: 09/11/2018
Cây thông tự phát sáng

Cây thông tự phát sáng

Từ xa xưa, người phương Tây đã dùng cây thông để trang trí nhà cửa vào dịp đón mừng năm mới. Cây thông được treo những quả cầu thuỷ tinh sặc sỡ và các đồ chơi ngộ nghĩnh.

Đăng ngày: 23/11/2017
Những hệ thống vũ khí hạt nhân đáng sợ nhất thế giới

Những hệ thống vũ khí hạt nhân đáng sợ nhất thế giới

Vũ khí quân sự luôn là 1 phương diện để thể hiện sức mạnh của mỗi quốc gia, trong đó có vũ khí hạt nhân. Dưới đây là danh sách những loại vũ khí hạt nhân đáng sợ nhất thế giới.

Đăng ngày: 25/10/2017
Biến chất thải hạt nhân thành pin sạch nhờ kim cương

Biến chất thải hạt nhân thành pin sạch nhờ kim cương

Chất thải hạt nhân vẫn luôn là mối lo ngại chính yếu về môi trường, nhưng sớm thôi, nó có thể trở thành một nguồn năng lượng sạch.

Đăng ngày: 02/12/2016
Khoa Học News