لماذا تعد سرعة الألياف الضوئية في جامعة أستون بمثابة تغيير جذري في الاتصال العالمي؟

في إنجاز رائع، نجح باحثون في جامعة أستون في المملكة المتحدة في نقل البيانات بسرعة قياسية بلغت 301 تيرابايت في الثانية، وهي سرعة أسرع بنحو 4.5 مليون مرة من المتوسط بيت اتصال إنترنت عريض النطاق في المملكة المتحدة أسرع بـ 1.2 مليون مرة من اتصال الإنترنت العريض التقليدي في الولايات المتحدة. وقد أظهر الفريق كيفية استخدام نطاقات الأطوال الموجية غير المستغلة في كابلات الألياف الضوئية القياسية لتلبية الطلب المتزايد على نقل بيانات أسرع وأكثر كفاءة عبر الشبكة العالمية.

التكنولوجيا وراء السرعة

استند نجاح الباحثين إلى استخدام ليف بصري قياسي واحد، واستكشاف نطاقات أطوال موجية غير مُستغلة سابقًا، وهي النطاقان E وS، والتي لم تكن متاحة لأنظمة الألياف البصرية الحالية. مع ذلك، لا تستخدم الألياف البصرية التجارية الحالية سوى النطاقين C وL لنقل البيانات. تتميز هذه النطاقات التقليدية بسعة محدودة، مما يؤدي إلى استكشاف نطاقات أطوال موجية جديدة.

قام باحثو جامعة أستون، بالتعاون مع شركاء دوليين من المعهد الوطني لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات (NICT) في اليابان ومختبرات نوكيا بيل في الولايات المتحدة الأمريكية، بتطوير معالج بصري لتوسيع هذه النطاقات الإضافية. وأشار الدكتور إيان فيليبس، مطور المعالج البصري، إلى أن النطاق E، المجاور للنطاق C الشائع الاستخدام، أوسع بثلاث مرات، ويحمل إمكانات هائلة غير مستغلة. وقد استُخدم هذا الجهاز الجديد للمحاكاة والتحكم في الإرسال عبر هذه النطاقات، وهو ما يُعد إنجازًا تكنولوجيًا هامًا.

الابتكار الأكثر اخضرارًا وفعالية من حيث التكلفة

من أبرز سمات هذا الإنجاز اعتماده على البنية التحتية القائمة. وهو يختلف تمامًا عن التطورات الأخرى التي غالبًا ما تتطلب استبدال الشبكة. كان الابتكار الرئيسي هو تطوير مُضخِّمات ومعالجات بصرية جديدة زادت من سعة الألياف دون الحاجة إلى تحديثات مادية.

لهذا النهج فوائد اقتصادية وبيئية جمة. فاستخدام المزيد من الطيف الترددي الحالي يُخفّض التكاليف، ويُطيل عمر شبكة الألياف الضوئية الحالية، ويُعدّ أكثر استدامةً نظرًا لعدم الحاجة إلى نشر كميات كبيرة من الكابلات الجديدة والمواد الخام اللازمة لتصنيعها.

التداعيات على المستقبل

قد تُحدث هذه السرعات ثورةً في أنظمة الاتصالات العالمية. فمع تزايد الطلب على الإنترنت عالي السرعة مع تطور تقنيات البث والواقع الافتراضي والذكاء الاصطناعي، تُصبح هذه التقنيات الجديدة قابلةً للتطوير. وبهذه الطريقة، يُمكن لمُزودي خدمات الإنترنت تحسين سرعات البيانات للمستهلكين دون تكبد تكاليف باهظة من خلال استغلال أجزاء غير مُستغلة بالكامل من الطيف الكهرومغناطيسي.

علاوةً على ذلك، يرتبط البحث بالاتجاهات العامة في تكنولوجيا الاتصالات، والتي تهدف إلى زيادة كفاءة الشبكات. يتيح هذا الاكتشاف فرصًا لتحسين اتصال الشركات، بما في ذلك الاتصالات ومراكز البيانات والمدن الذكية، من خلال تعزيز سعة الشبكة الأساسية.

انتصار تعاوني

هذا الرقم القياسي العالمي دليلٌ على فعالية التعاون العالمي. شارك في المشروع باحثون من اليابان والولايات المتحدة الأمريكية، وأظهر كيف يمكن لأشخاص من مختلف البلدان مشاركة معارفهم لتحقيق إنجازاتٍ عظيمة في مجال التكنولوجيا البصرية. نُشرت النتائج من قِبل معهد الهندسة والتكنولوجيا، وعُرضت في المؤتمر الأوروبي للاتصالات البصرية في غلاسكو.

الرأي والأفكار الجديدة.

هذا مفهومٌ رائع، مُلهمٌ وعمليٌّ في آنٍ واحد. يُظهر هذا المفهوم فهمًا جيدًا للمُطوّرين للقيود التكنولوجية والواقعية. ومن المُثير للاهتمام أن نرى أن هذا الابتكار لا يتعلّق بمواد جديدة، بل بالاستخدام الأمثل للموارد المُتاحة لدينا. وتتماشى هذه الاستراتيجية مع رؤية التنمية التكنولوجية المُستدامة.

من الواضح أن هذا التطور قد يُسهم مستقبلًا في تقليص الفجوة الرقمية. إذ أصبح من الممكن الآن توسيع نطاق الوصول إلى الإنترنت عالي السرعة ليشمل المناطق التي يصعب الوصول إليها بتكلفة زهيدة، مما يُسهم في معادلة الفجوة الرقمية. إضافةً إلى ذلك، حل يمكن تطويره وتطبيقه في مجالات أخرى مثل الطب عن بعد والأنظمة المستقلة وتحليل البيانات الضخمة التي تتطلب نقل البيانات بسرعة وموثوقية.

لهذا الاختراق تطبيقاتٌ عديدة في مجال الذكاء الاصطناعي. فبما أن أنظمة الذكاء الاصطناعي تتطلب كمياتٍ هائلةً من البيانات ومعالجةً سريعة، فإن السرعات الفائقة التي يمكن تحقيقها باستخدام هذه التقنية ستُحسّن بشكل كبير تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي ونشرها. كما ستُحسّن تطوير النماذج، وتُحسّن عملية اتخاذ القرارات الآنية، وتُحسّن نقل البيانات في الحوسبة الطرفية، مما يُسهم في تطوير الذكاء الاصطناعي من حيث السرعة والتعقيد.

ومع ذلك، فإن نقل التجارب من المختبر إلى الواقع سيتطلب حل بعض المشكلات. وتشمل هذه المشكلات تسويق المعالجات والمضخمات الضوئية، وتدريب الكوادر على تركيب هذه الأنظمة، وتوحيد معاييرها عالميًا.

في الختام، يُعدّ إنجاز جامعة أستون مثالاً واضحاً على قدرة الابتكار على تغيير العالم. لقد مهد استخدام الأجزاء غير المُستغلة من نظام اتصالات الألياف الضوئية لتحقيق نقل بيانات عالي السرعة الطريق لعالم أسرع وأكثر اتصالاً واستدامة.