近日，一支日本工程师团队通过光纤网络，达成了 319 Tbps 的数据传输速率。在借助长度超过 3000 公里（1864 英里）的线路创下新世界纪录的同时，这项新研究成果还与当前的基础设施具有良好的兼容性。作为参考，不到一年前的世界纪录为 178 Tbps —— 是更早的实验性光子芯片（44.2 Tbps）的七倍左右。

研究配图 - 7：新式数据传输系统示意图（来自：NICT）

New Atlas 还提到了美国宇航局（NASA），目前该机构“仅能”达到 400 Gbps 。而作为家庭互联网速率的标杆，日本、新西兰和美国部分地区的用户，也只有万兆（10 Gbps）的水平。

研究配图 - 1：使用 125 μm 光纤开展传输演示

研究团队指出，这项突破是在现有光纤基础设施上、借助更先进的技术手段而实现的。与标准的单模方案相比，本次试验选用了四模方案。

研究配图 - 2：传输系统的拉曼放大组件部分

其中的关键，是被称作波分复用（WDM）的技术，它能够将信号分成多个可同时传输的波长。加上极少使用的第三个“波段”以承载更多数据，并借助各种光学放大技术来延长有效的信号传输距离。

研究配图 - 3：标准单模光纤的结构示意

系统本体从一个梳状激光器开始，它能够产生 552 个不同波长的信道。然后让光经过双偏振调制，通过延迟某些波长、以创建不同的信号序列。

研究配图 - 4：光纤通讯的波长频段

之后将这些信号序列中的每一个，都馈送到光纤的四个纤芯（之一）中。经过约 70 公里（43.5 英里）的长途跋涉，再通过放大器来增强光信号。

研究配图 - 5：拉曼放大与否的损耗对比

这里包含了两种新型光纤放大器，其中一种掺铒（doped in erbium）、另一种则是掺铥（doped in thulium）。

研究配图 - 6：NICT 标准外径的光纤传输实验

通过重复拉曼放大（Raman amplification）过程，将信号序列引导到一段新的光纤中，研究团队得以在 3001 公里（1864.7 英里）的距离内传输数据。

研究配图 - 8：实验结果

更重要的是，即使算上了保护层，四芯光纤的直径，也能够做到与单芯光纤完全相同，意味着这项技术可在实际部署中减少许多兼容性顾虑。