科學傢們首次利用以前不穩定的傳輸頻段，實現比普通固定寬帶線路快120萬倍的光纖數據傳輸速度。研究人員達到每秒301太比特（Tbps）的傳輸速率，相當於在互聯網上傳輸1800部4K電影。相比之下，美國固定寬帶速度的中位數為每秒242.38Mbps。
紅外線傳送是光纖寬帶的一般工作原理，但研究人員利用新的定制設備，開發一個從未在商業系統中使用過的頻段，即"E波段"。
伊恩-菲利普斯博士與波長管理裝置。圖片：阿斯頓大學
科學傢們在一份聲明中說，工程與技術研究所（IET）於今年 3 月公佈測試結果，測試使用的是已經鋪設在地下的光纖電纜。 研究小組還在 2023 年 10 月於格拉斯哥舉行的歐洲光通信會議（ECOC）上介紹這項研究，但論文尚未公開。
所有商用光纖連接都通過電纜在電磁波譜中的紅外線 C 波段和 L 波段部分傳送數據。 用於互聯網連接的特定紅外區域范圍為 1260 至 1675 納米 (nm)，可見光波長大約在光譜的 400 納米到 700 納米之間。
C波段和L波段（波長在1530納米和1625納米之間）通常用於商業連接，因為它們最穩定，意味著傳輸過程中丟失的數據最少。但科學傢們推測，總有一天，巨大的流量會導致這兩個波段擁堵，這意味著需要增加傳輸波段來提高容量。
S 波段與 C 波段相鄰，波長范圍在 1460 納米到 1530 納米之間。 "波分復用"（WDM）系統中與其他兩個波段結合使用，從而達到更高的傳輸速度。
然而，科學傢們以前從未能夠模擬 E 波段連接，因為該區域的數據丟失率極高，大約是 C 波段和 L 波段傳輸丟失率的五倍。
具體來說，光導纖維很容易受到羥基（OH）分子的影響，這些分子可能通過制造過程或自然環境進入管道並破壞連接。E 波段被稱為"水峰值"波段，因為該區域的紅外光吸收羥基分子會造成極高的傳輸損耗。
在新的研究中，科學傢們建立一個系統，使穩定的 E 波段傳輸成為可能。他們利用 E 波段和鄰近的 S 波段演示成功穩定的高速數據傳輸。
為在這一電磁頻譜區域保持穩定的連接，研究人員創造兩種名為"光放大器"的新設備。"光放大器"和"光增益均衡器"前者有助於遠距離放大信號，後者則監控每個波長通道，並在需要時調整幅度。他們在光纖電纜中部署這些設備，以確保紅外光傳輸數據時不會出現通常困擾這些波段連接的不穩定性和損耗。
"過去幾年中，阿斯頓大學一直在開發在 E 波段工作的光放大器。" 伊恩-菲利普斯伊恩-菲利普斯（Ian Phillips）說。"在開發我們的設備之前，沒有人能夠以可控的方式正確模擬 E 波段信道"。
盡管 301 Tbps 的速度已經非常快，但近年來其他科學傢已經利用光纖連接展示更快的速度。例如，美國國傢信息與通信技術研究所的一個團隊創下每秒22.9 Petabits的紀錄，比阿斯頓大學團隊達到的速度快 75 倍。他們使用波分復用技術在 8 英裡（13 公裡）的距離上演示這種高速連接，但沒有使用 E 波段。