紅外線傳送是光纖寬頻的一般工作原理，但研究人員利用新的定制設備，開發了一個從未在商業系統中使用過的頻段，即”E波段”。伊恩-菲利普斯博士與波長管理裝置。圖：阿斯頓大學

科學家在聲明中說，工程與技術研究所（IET）在今年3 月公佈了測試結果，測試使用的是已經鋪設在地下的光纖電纜。研究小組也在2023 年10 月於格拉斯哥舉行的歐洲光通訊會議（ECOC）上介紹了這項研究，但論文尚未公開。所有商用光纖連接都透過電纜在電磁波譜中的紅外線C 波段和L 波段部分傳送資料。用於網際網路連線的特定紅外線區域範圍為1260 至1675 奈米(nm)，可見光波長大約在光譜的400 奈米到700 奈米之間。C波段和L波段（波長在1530奈米和1625奈米之間）通常用於商業連接，因為它們最穩定，這意味著傳輸過程中遺失的資料最少。但科學家推測，總有一天，龐大的流量會導致這兩個波段擁堵，這意味著需要增加傳輸波段來提高容量。S 波段與C 波段相鄰，波長範圍在1460 奈米到1530 奈米之間。 “波分複用”（WDM）系統中與其他兩個波段結合使用，從而達到更高的傳輸速度。然而，科學家以前從未能夠模擬E 波段連接，因為該區域的資料遺失率極高，大約是C 波段和L 波段傳輸丟失率的五倍。具體來說，光導纖維很容易受到羥基（OH）分子的影響，這些分子可能會透過製造過程或自然環境進入管道並破壞連接。 E 波段被稱為”水峰值”波段，因為該區域的紅外光吸收羥基分子會造成極高的傳輸損耗。在新的研究中，科學家建立了一個系統，使穩定的E 波段傳輸成為可能。他們利用E 波段和鄰近的S 波段演示了成功穩定的高速資料傳輸。為了在這一電磁頻譜區域保持穩定的連接，研究人員創造了兩種名為”光放大器”的新設備。 “光放大器”和”光增益均衡器”前者有助於遠距離放大訊號，後者則監控每個波長通道，並在需要時調整振幅。他們在光纖電纜中部署了這些設備，以確保紅外線光傳輸資料時不會出現通常困擾這些波段連接的不穩定性和損耗。”過去幾年中，阿斯頓大學一直在開發在E 波段工作的光放大器。” 伊恩-菲利普斯伊恩-菲利普斯（Ian Phillips）說。 “在開發我們的設備之前，沒有人能夠以可控的方式正確模擬E 波段頻道”。儘管301 Tbps 的速度已經非常快，但近年來其他科學家已經利用光纖連接展示了更快的速度。例如，美國國家資訊與通訊技術研究所的一個團隊創下了每秒22.9 Petabits的紀錄，比阿斯頓大學團隊達到的速度快75 倍。他們使用了波分複用技術在8 英里（13 公里）的距離上展示了這種高速連接，但沒有使用E 波段。