ابتكار تصميم جديد للألياف الضوئية يعد بثورة في سرعة الإنترنت وتخفيض التكاليف

أعلن باحثون من جامعة ساوثهامبتون بالتعاون مع شركة مايكروسوفت عن تطوير تصميم جديد للألياف الضوئية ذات النواة المجوفة (HCF)، وهو ابتكار يحمل وعودًا كبيرة برفع كفاءة شبكات الاتصالات، وزيادة سرعة الإنترنت، وتخفيض التكاليف التشغيلية على نطاق واسع. 

ويعتمد هذا التصميم على مبادئ هندسية متقدمة تسمح للضوء بالمرور داخل فراغات هوائية بدلًا من الاعتماد الكامل على الزجاج المصمت كما هو الحال في الألياف التقليدية.

إنجاز علمي

الألياف الضوئية الحالية المصنوعة من السيليكا وصلت إلى حدودها القصوى، حيث لم يعد بالإمكان تقليل فقدان الإشارة بشكل ملحوظ، لكن الألياف المجوفة الجديدة أثبتت أنها قادرة على تجاوز هذه القيود، إذ سجلت رقمًا قياسيًا عالميًا في انخفاض معدل فقدان الإشارة ليصل إلى 0.091 ديسيبل/كم، متفوقة على أفضل أداء للألياف التقليدية الذي يبلغ 0.14 ديسيبل/كم. 

كما أظهرت كفاءة عالية على نطاق ترددي يصل إلى 66 تيراهرتز، وهو ما يتيح استخدامات متنوعة تمتد من الإنترنت السريع وحتى تطبيقات الاتصالات الكمّية المستقبلية.

سرعة فائقة

الميزة الأبرز لهذا التصميم تكمن في السرعة الفائقة، فالضوء ينتقل في الهواء أسرع بنسبة 45% من انتقاله في الزجاج المصمت، مما يترجم إلى زيادة كبيرة في سرعة نقل البيانات عبر الشبكات. 

هذا التفوق يعزز من قدرة الألياف الجديدة على خدمة تطبيقات تحتاج إلى زمن استجابة منخفض جدًا، مثل أسواق المال العالمية ومراكز البيانات العملاقة، حيث يشكل كل جزء من الثانية فارقًا مهمًا. 

كما تتيح هذه التقنية نقل طاقة تزيد بأضعاف مقارنة بالألياف التقليدية، ما يفتح المجال لتطوير تطبيقات جديدة تعتمد على سعات نقل هائلة.

دعم مستقبلي

ولا تقتصر الفوائد على السرعة فقط، بل تمتد إلى خفض التكاليف التشغيلية، حيث تفقد الألياف التقليدية نصف قوة إشارتها كل 15 إلى 20 كيلومترًا، مما يستدعي بناء محطات تقوية باهظة على فترات قصيرة، بينما الألياف المجوفة الجديدة تحتاج إلى محطات أقل بفضل قدرتها على الحفاظ على الإشارة لمسافات أطول، وهو ما يشكل توفيرًا اقتصاديًا مهمًا لمزودي الخدمة. 

والأهم من ذلك أن هذه الألياف تدعم نطاقًا واسعًا من الأطوال الموجية، بما يشمل الضوء المرئي المستخدم في الاتصالات الكمّية، الأمر الذي يجعلها خيارًا مثاليًا لبناء شبكات الجيل القادم الآمنة والمعتمدة على تقنيات الكم.

ويُذكر أن شركة (Lumenisity) البريطانية، المنبثقة عن جامعة ساوثهامبتون والتي استحوذت عليها مايكروسوفت عام 2022، ستتولى مسؤولية تطوير هذه الألياف على المستوى التجاري. 

وتقوم الشركة بعمليات تصنيع معقدة للحفاظ على دقة التصميم الداخلي للألياف، الذي يعتمد على أنابيب دقيقة متداخلة تضمن انتقال الضوء بكفاءة عالية دون فقدان طاقته.

ومع بدء المراحل التجريبية الأولى، يتوقع خبراء الاتصالات أن يشهد العالم خلال السنوات المقبلة تحولًا نوعيًا في شبكات الإنترنت، حيث ستمهد هذه الألياف الطريق لمرحلة جديدة من الاتصال فائق السرعة، والقدرة على مواكبة الطلب المتزايد على البيانات الناتج عن توسع الذكاء الاصطناعي، وإنترنت الأشياء، والاتصالات الكمّية. 

ويؤكد الباحثون أن ما تحقق اليوم لا يمثل مجرد تحسين تدريجي، بل ثورة حقيقية في عالم البنية التحتية الرقمية.