互聯網與我們的生活密不可分，對網速的要求與日俱增。我們所處的是網絡時代，網速的快慢影響着我們生活的質量，确實正常來說，4G網絡的速度已經滿足大部分人的網絡需求了，

但是對于國家的科技發展來說，網絡速度是沒有上限的，網絡越發達，越能帶來更多的科技産物。

最近有一個國外的消息傳來，由日本工程師經過不斷的技術探索，利用一種新型光纜、組合了稀土元素的放大器和一個強大的激光系統，成功實現了319Tb/s的網絡速度，打破了之前的數據傳輸速度紀錄。

一條超過3000公裡(1864英裡)長的光纜，該團隊實現了319兆比特每秒(Tb/s)的數據傳輸速度。

這不僅打破了此前NICT（由日本和英國共同創造）的178Tb/s紀錄，而且該技術與現有的基礎設施兼容，這意味着升級以及快速的應用相對容易。

在NICT的技術基礎下，由日本國家信息與通信技術研究所(NICT)的物理學家Benjamin Puttnam領導的科學家和工程師團隊再次取得突破。

目前來說，日本所突破的319Tb/s就是目前世界最快的網速

可能大家對這個數字看起來并不是那麼直觀，我們可以換算一下

網絡速度的換算單位：1T=1024G,1G=1024M,1M=1024

在此基礎上，通過計算我們得到319Tb/s=334,495,744Mb/s

在我們生活中，20M的帶寬，需要達到2.5Mb/s的下載速率，50M的帶寬，需要達到6.25Mb/s的下載速率。對此，我們生活所用的網絡速度跟日本突破的最快速度根本沒有可比性。

通過這些直觀的數據對比後，已經能夠感歎到319Tb/s的厲害之處了。

01 采用四芯光纖

之前的記錄178Tb/s是使用了耦合的三芯光纖，目前市場上使用的，是單光纖管，而三芯光纖是沿三個光纖管來輸送數據。

如此一來，就可以減少長距離的輸送過程中信号的失真。為何說是在此基礎上破的記錄，這也是因為最新的319Tb/s的技術手段也是使用了類似的技術，在三芯的基礎上再加一芯，封裝在一根和标準光纜線路尺寸差不多的電纜中。

這種具有标準包層直徑的4芯(多芯光纖）很适合在前期采用空分複用的高吞吐量、長距離鍊路傳輸。它與傳統電纜基礎設施兼容，并且具有與單模光纖相當的機械可靠性。

日本的研究人員通過光纖的盤繞比特（coiled bits）來循環數據，成功模拟出了3000千米的傳輸距離。而在此前，日本與英國合作的178Tb/s的速度是在2000千米的距離上完成的。

在以前的波長複用技術中，通常使用 C 波段和 L 波段的波長，如果擴展波段并使用 S 波段，則即使實現了高容量，也不需要光放大技術，并且隻能傳輸幾十公裡左右。

02 數據傳輸采用了波分複用技術

簡單來說，就是系統由一個梳狀激光器發射多個波長的信号，并将這些信号分成了552個信道，然後将其分别發送到四個光纖芯。

其中，每沿途70000米就會放一個放大器增強信号，避免信息大量丢失。

前級儀表放大器的輸出經緩沖進入次級放大器，該級為可編程增益放大器PGA，放大後的信号經濾波處理具有最平坦的頻響特性，濾波器為8階低通濾波器，其可程控設置截止頻率從10Hz到100KHz。

次級濾波為二階有源低通濾波，用于消除數字幹擾，低通濾波的次級可選加帶通濾波器，其下限截止頻率采用拔動開關設定，低通和帶通濾波器可通過程控接入或跳過，實現放大及濾波的功能。

這裡用的放大器也不一樣，其中一種摻有稀土元素铥thulium和铒erbium，這兩種材料廣泛應用于高強度發電光源、激光、高溫超導體等領域中。

埃爾比姆 （Er3 和钛（Tm）3 少量稀土離子，如，通過添加到光纖的基材中，通過照射大功率激發光，光信号放大系統利用放大現象産生長波長的信号光。 因此，實現了光纖通信的大幅長距離化。

以前用S波段信号沒有實現的長距離傳輸，現在通過這種技術實現了。

波分複用技術特點

• 充分利用光纖的低損耗波段，增加光纖的傳輸容量，使一根光纖傳送信息的物理限度增加一倍至數倍。我們隻是利用了光纖低損耗譜（1310nm-1550nm）極少一部分，波分複用可以充分利用單模光纖的巨大帶寬約25THz，傳輸帶寬充足。
• 具有在同一根光纖中，傳送2個或數個非同步信号的能力，有利于數字信号和模拟信号的兼容，與數據速率和調制方式無關，在線路中間可以靈活取出或加入信道。
• 對已建光纖系統，尤其早期鋪設的芯數不多的光纜，隻要原系統有功率餘量，可進一步增容，實現多個單向信号或雙向信号的傳送而不用對原系統作大改動，具有較強的靈活性。
• 由于大量減少了光纖的使用量，大大降低了建設成本、由于光纖數量少，當出現故障時，恢複起來也迅速方便。
• 有源光設備的共享性，對多個信号的傳送或新業務的增加降低了成本。
• 系統中有源設備得到大幅減少，這樣就提高了系統的可靠性。

該團隊是在6月份發表論文的，其中他們在論文中說："标準包層直徑為4核光纖，可與現有設備相聯，希望這種光纖能在近期内實現實際的高數據速率傳輸，有助于實現5G以外新通信服務傳播所必需的骨幹通信系統。"

可見日本對5G的實現已經蓄勢待發了。

在這些技術的創新下，NICT 通過線圈光纖位循環數據，這些光纖模拟了 3，001 公裡或約 1，864 英裡的傳輸距離，而不會降低信号或速度。這令人印象深刻，但仍有許多工作要做，達到這種速度的方法很複雜。

中國原本作為5G的領頭羊，随着華為被打壓，5G的市場美國也不斷增加，現在日本研發出如此強大的網絡科技産物，在未來的網絡市場競争中，對于中國壓力也是倍增的，對此，你們對局勢以及這項技術的開發和用處有什麼看法的，歡迎在評論區留言！

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