科学家们首次利用以前不稳定的传输频段，实现了比普通固定宽带线路快 120 万倍的光纤数据传输速度。研究人员达到了每秒 301 太比特（Tbps）的传输速率，相当于在互联网上传输 1800 部 4K 电影。 相比之下，美国固定宽带速度的中位数为每秒 242.38 Mbps。

红外线传送是光纤宽带的一般工作原理，但研究人员利用新的定制设备，开发了一个从未在商业系统中使用过的频段，即"E波段"。

伊恩-菲利普斯博士与波长管理装置。图片：阿斯顿大学

科学家们在一份声明中说，工程与技术研究所（IET）于今年 3 月公布了测试结果，测试使用的是已经铺设在地下的光纤电缆。 研究小组还在 2023 年 10 月于格拉斯哥举行的欧洲光通信会议（ECOC）上介绍了这项研究，但论文尚未公开。

所有商用光纤连接都通过电缆在电磁波谱中的红外线 C 波段和 L 波段部分传送数据。 用于互联网连接的特定红外区域范围为 1260 至 1675 纳米 (nm)，可见光波长大约在光谱的 400 纳米到 700 纳米之间。

C波段和L波段（波长在1530纳米和1625纳米之间）通常用于商业连接，因为它们最稳定，意味着传输过程中丢失的数据最少。但科学家们推测，总有一天，巨大的流量会导致这两个波段拥堵，这意味着需要增加传输波段来提高容量。

S 波段与 C 波段相邻，波长范围在 1460 纳米到 1530 纳米之间。 "波分复用"（WDM）系统中与其他两个波段结合使用，从而达到更高的传输速度。

然而，科学家们以前从未能够模拟 E 波段连接，因为该区域的数据丢失率极高，大约是 C 波段和 L 波段传输丢失率的五倍。

具体来说，光导纤维很容易受到羟基（OH）分子的影响，这些分子可能通过制造过程或自然环境进入管道并破坏连接。E 波段被称为"水峰值"波段，因为该区域的红外光吸收羟基分子会造成极高的传输损耗。

在新的研究中，科学家们建立了一个系统，使稳定的 E 波段传输成为可能。他们利用 E 波段和邻近的 S 波段演示了成功稳定的高速数据传输。

为了在这一电磁频谱区域保持稳定的连接，研究人员创造了两种名为"光放大器"的新设备。"光放大器"和"光增益均衡器"前者有助于远距离放大信号，后者则监控每个波长通道，并在需要时调整幅度。他们在光纤电缆中部署了这些设备，以确保红外光传输数据时不会出现通常困扰这些波段连接的不稳定性和损耗。

"过去几年中，阿斯顿大学一直在开发在 E 波段工作的光放大器。" 伊恩-菲利普斯伊恩-菲利普斯（Ian Phillips）说。"在开发我们的设备之前，没有人能够以可控的方式正确模拟 E 波段信道"。

尽管 301 Tbps 的速度已经非常快，但近年来其他科学家已经利用光纤连接展示了更快的速度。例如，美国国家信息与通信技术研究所的一个团队创下了每秒22.9 Petabits的纪录，比阿斯顿大学团队达到的速度快 75 倍。他们使用了波分复用技术在 8 英里（13 公里）的距离上演示了这种高速连接，但没有使用 E 波段。