近日，一支日本工程師團隊通過光纖網絡，達成了319 Tbps的數據傳輸速率。在藉助長度超過3000公里（1864英里）的線路創下新世界紀錄的同時，這項新研究成果還與當前的基礎設施具有良好的兼容性。作為參考，不到一年前的世界紀錄為178 Tbps ——是更早的實驗性光子芯片（44.2 Tbps）的七倍左右。

研究配圖- 7：新式數據傳輸系統示意圖（來自：NICT）

New Atlas 還提到了美國宇航局（NASA），目前該機構“僅能”達到400 Gbps 。而作為家庭互聯網速率的標杆，日本、新西蘭和美國部分地區的用戶，也只有萬兆（10 Gbps）的水平。

研究配圖- 1：使用125 μm 光纖開展傳輸演示

研究團隊指出，這項突破是在現有光纖基礎設施上、借助更先進的技術手段而實現的。與標準的單模方案相比，本次試驗選用了四模方案。

研究配圖- 2：傳輸系統的拉曼放大組件部分

其中的關鍵，是被稱作波分複用（WDM）的技術，它能夠將信號分成多個可同時傳輸的波長。加上極少使用的第三個“波段”以承載更多數據，並藉助各種光學放大技術來延長有效的信號傳輸距離。

研究配圖- 3：標准單模光纖的結構示意

系統本體從一個梳狀激光器開始，它能夠產生552 個不同波長的信道。然後讓光經過雙偏振調製，通過延遲某些波長、以創建不同的信號序列。

研究配圖- 4：光纖通訊的波長頻段

之後將這些信號序列中的每一個，都饋送到光纖的四個纖芯（之一）中。經過約70 公里（43.5 英里）的長途跋涉，再通過放大器來增強光信號。

研究配圖- 5：拉曼放大與否的損耗對比

這裡包含了兩種新型光纖放大器，其中一種摻鉺（doped in erbium）、另一種則是摻铥（doped in thulium）。

研究配圖- 6：NICT 標準外徑的光纖傳輸實驗

通過重複拉曼放大（Raman amplification）過程，將信號序列引導到一段新的光線中，研究團隊得以在3001 公里（1864.7 英里）的距離內傳輸數據。

研究配圖- 8：實驗結果

更重要的是，即使算上了保護層，四新光線的直徑，也能夠做到與單芯光線完全相同，意味著這項技術可在實際部署中減少許多兼容性顧慮。