Sự phát triển của cáp quang là một hành trình dài và đầy ấn tượng, từ những ý tưởng sơ khai cho đến công nghệ hiện đại làm nền tảng cho Internet ngày nay, với những bước nhảy vọt đáng kinh ngạc về tốc độ truyền tải dữ liệu.
Giai đoạn khởi đầu (Thế kỷ 18 - giữa thế kỷ 20)
- Những ý tưởng ban đầu:
- Thập niên 1790: Claude Chappe tạo ra hệ thống điện báo bán quang học.
- 1880: Alexander Graham Bell được cấp bằng sáng chế cho "Photophone," một thiết bị truyền âm thanh qua chùm tia sáng. Tuy nhiên, công nghệ này còn nhiều hạn chế do sự suy hao tín hiệu và ảnh hưởng của môi trường, chưa đạt được tốc độ truyền tải dữ liệu đáng kể.
- Những thí nghiệm đầu tiên: Các nhà khoa học đã thực hiện nhiều thí nghiệm về việc dẫn hướng ánh sáng qua các thanh thủy tinh hoặc kênh nước, đặt nền móng cho ý tưởng truyền dẫn quang học, nhưng chưa tập trung vào tốc độ truyền dẫn.
Giai đoạn đột phá và hình thành (Thập niên 1950 - 1970)
- Thập niên 1950: Narinder S. Kapany và Harold Hopkins công bố nghiên cứu về việc bó các sợi thủy tinh siêu mỏng để truyền hình ảnh.
- 1966: Nhà vật lý Charles K. Kao đưa ra giả thuyết rằng sợi thủy tinh siêu tinh khiết có thể truyền tín hiệu ánh sáng trên khoảng cách xa với mức suy hao tín hiệu tối thiểu (dưới 20 decibel/km), mở ra tiềm năng cho cáp quang tốc độ cao.
- 1970: Công ty Corning Glass Works sản xuất thành công sợi quang đầu tiên với mức suy hao tín hiệu thấp.
- Tốc độ trong giai đoạn này:
- Các hệ thống cáp quang thương mại thế hệ đầu tiên vào khoảng năm 1975 hoạt động ở tốc độ 45 Mbit/s với khoảng cách bộ lặp lên đến 10 km.
- Vào ngày 22 tháng 4 năm 1977, General Telephone and Electronics đã truyền thành công lưu lượng điện thoại trực tiếp qua cáp quang với thông lượng 6 Mbit/s ở Long Beach, California.
- Tháng 9 năm 1977, tuyến cáp thử nghiệm COS-2 ở Turin đạt tốc độ 140 Mbit/s.
- Năm 1977, các nhà nghiên cứu của Fraunhofer HHI đạt tốc độ truyền 1.12 Gbit/s qua sợi quang, một thành tựu đáng kinh ngạc vào thời điểm đó.
Giai đoạn phát triển và ứng dụng rộng rãi (Thập niên 1980 - 2000)
- Thập niên 1980: Sự phát triển của sợi đơn chế độ (single-mode fiber) đã cải thiện đáng kể hiệu suất hệ thống.
- Tốc độ trong thập niên 1980: Mỗi sợi trong các cáp mạng đường dài giai đoạn đầu có thể truyền tải đáng tin cậy 400 Mbit/s.
- 1988: Tuyến cáp quang đầu tiên kết nối Châu Mỹ và Châu Âu (TAT-8) được đưa vào sử dụng.
- Thập niên 1990: Internet bùng nổ, thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển và ứng dụng của cáp quang.
- Tốc độ trong thập niên 1990: Khi Internet bùng nổ, cáp quang dần thay thế cáp đồng truyền thống, với khả năng cung cấp tốc độ lên tới 1 Gbit/s (1000 Mbps) hoặc cao hơn. Tuy nhiên, vào những năm đầu thập niên 90, tốc độ trung bình của Internet (vẫn chủ yếu là dial-up) dao động từ 56 kbps đến 128 kbps.
- 1998: Gigabit Ethernet sử dụng sợi quang được giới thiệu.
Giai đoạn hiện đại và tương lai (Thập niên 2000 - nay)
- Thập niên 2000: Cáp quang trở thành loại cáp mạng phổ biến nhất trên thế giới.
- Tốc độ trong thập niên 2000: Tốc độ băng thông rộng tăng lên đáng kể, từ 256 kbps đến 1 Mbps vào đầu những năm 2000, cho phép người dùng trải nghiệm nội dung đa phương tiện.
- 2006: NTT đạt tốc độ 111 Gbit/s.
- 2009: Bell Labs đạt 15.5 Tbit/s qua một sợi 7000 km.
- Thập niên 2010: Cáp quang được sử dụng rộng rãi để cung cấp dịch vụ Internet tốc độ cao (FTTH - Fiber to the Home) cho các hộ gia đình và doanh nghiệp.
- Tốc độ trong thập niên 2010: Tốc độ tải xuống trung bình tăng gấp ba lần từ năm 2011 đến 2014, từ 10 Mbps lên 31 Mbps. Các dịch vụ FTTH ban đầu có tốc độ khoảng 30 Mbps và sau đó có thể đạt tới 40-80 Mbps cho người dùng cuối.
- Tháng 1 năm 2013: Đạt tốc độ 1.05 Pbit/s thông qua cáp sợi đa lõi.
- Tháng 6 năm 2013: Đạt 400 Gbit/s qua một kênh duy nhất.
- Thập niên 2020 và tương lai: Cáp quang tiếp tục phát triển với tốc độ truyền tải dữ liệu ngày càng cao và khả năng truyền tải nhiều thông tin hơn.
- Tốc độ hiện tại và kỷ lục:
- Các hệ thống cáp quang thương mại hiện nay thường đạt tốc độ từ 100 Gbit/s trở lên cho mỗi kênh.
- Tháng 10 năm 2022: Các nhà khoa học đạt tốc độ 1.84 Pbit/s sử dụng chip quang tử.
- Tháng 10 năm 2023: NICT (Nhật Bản) đã phá vỡ kỷ lục với tốc độ truyền tải 22.9 Pbit/s (Petabit/giây) qua một sợi cáp quang duy nhất có 38 lõi, gấp khoảng 20 lần toàn bộ lưu lượng Internet toàn cầu hiện tại.
- Tháng 7 năm 2024: Các nhà khoa học tại Đại học Aston (Anh) đã đạt được kỷ lục truyền dữ liệu 402 Terabit/giây (Tbps) trên cáp quang thương mại tiêu chuẩn, bằng cách sử dụng tất cả các băng tần bước sóng có sẵn.
- Tốc độ hiện tại và kỷ lục:
Cáp quang đã và đang cách mạng hóa cách chúng ta giao tiếp và truy cập thông tin, tiếp tục là trụ cột cho các hệ thống truyền thông hiện đại và hứa hẹn những bước đột phá hơn nữa trong tương lai.
Cáp quang đã cách mạng hóa tốc độ Internet, từ những con số khiêm tốn ban đầu đến mức "khủng" hiện nay. Dưới đây là bảng so sánh tốc độ Internet cáp quang qua các thời kỳ:
0 Reviews