Boom: un singur cip poate transmite de două ori viteza întregului internet

Un grup internațional de cercetători de la Universitatea Tehnică din Danemarca (DTU) și Universitatea de Tehnologie Chalmers din Göteborg, Suedia, au atins viteze amețitoare de transmisie a datelor și sunt primii din lume care transmit mai mult de 1 petabit pe secundă (Pbit/s) folosind doar un singur laser și un singur cip optic.

1 petabit corespunde unui milion de gigabiți.

În cadrul experimentului, cercetătorii au reușit să transmită 1.8 Pbit/s, ceea ce corespunde de două ori traficul total de Internet global. Și transportat doar de lumina dintr-o singură sursă optică. Sursa de lumină este un cip optic personalizat, care poate folosi lumina de la un singur laser infraroșu pentru a crea un spectru curcubeu de mai multe culori, adică multe frecvențe. Astfel, o singură frecvență (culoare) a unui singur laser poate fi multiplicată în sute de frecvențe (culori) într-un singur cip.

Toate culorile sunt fixate la o anumită distanță de frecvență unele de altele – la fel ca dinții de pe un pieptene – motiv pentru care se numește pieptene de frecvență. Fiecare culoare (sau frecvență) poate fi apoi izolată și utilizată pentru imprimarea datelor. Frecvențele pot fi apoi reasamblate și trimise printr-o fibră optică, transmițând astfel date. Chiar și un volum uriaș de date, după cum au descoperit cercetătorii.

Un singur laser poate înlocui mii

Demonstrația experimentală a arătat că un singur cip ar putea transporta cu ușurință 1.8 Pbit/s, care, cu echipamente comerciale moderne de ultimă generație, altfel ar necesita mai mult de 1,000 de lasere.

Compania Victor Torres, profesor la Universitatea de Tehnologie Chalmers, este șeful grupului de cercetare care a dezvoltat și fabricat cipul.

„Ceea ce este special la acest cip este că produce un pieptene de frecvență cu caracteristici ideale pentru comunicațiile cu fibră optică – are putere optică mare și acoperă o lățime de bandă largă în regiunea spectrală, care este interesantă pentru comunicațiile optice avansate”, spune Victor Torres Company. .

Destul de interesant, cipul nu a fost optimizat pentru această aplicație specială.

„De fapt, unii dintre parametrii caracteristici au fost atinși prin coincidență și nu prin proiectare”, spune Victor Torres Company. „Cu toate acestea, cu eforturi în echipa mea, suntem acum capabili să facem inginerie inversă a procesului și să realizăm micropiepteni cu reproductibilitate ridicată pentru aplicații țintă în telecomunicații.”

Potențial enorm de scalare

În plus, cercetătorii au creat un model de calcul pentru a examina teoretic potențialul fundamental de transmitere a datelor cu un singur cip identic cu cel utilizat în experiment. Calculele au arătat un potențial enorm pentru extinderea soluției.

Profesorul Leif Katsuo Oxenløwe, șeful Centrului de excelență pentru fotonica siliciului pentru comunicații optice (SPOC) la DTU, spune:

„Calculele noastre arată că, cu un singur cip realizat de Universitatea de Tehnologie Chalmers și un singur laser, vom putea transmite până la 100 Pbit/s. Motivul pentru aceasta este că soluția noastră este scalabilă - atât în ​​ceea ce privește crearea multor frecvențe, cât și în ceea ce privește împărțirea pieptenelor de frecvență în mai multe copii spațiale și apoi amplificarea optică a acestora și utilizarea lor ca surse paralele cu care putem transmite date. Deși copiile pieptene trebuie amplificate, nu pierdem calitățile pieptenelui, pe care îl folosim pentru o transmisie de date eficientă din punct de vedere spectral.”

Reduce consumul de energie la internet

Soluția cercetătorilor este de bun augur pentru viitorul consum de energie al internetului.

„Cu alte cuvinte, soluția noastră oferă un potențial de înlocuire a sute de mii de lasere situate în hub-urile de internet și centrele de date, toate care consumă energie și generează căldură. Avem ocazia de a contribui la realizarea unui internet care lasă o amprentă climatică mai mică”, spune Leif Katsuo Oxenløwe.

Chiar dacă cercetătorii au spart bariera petabiților pentru o singură sursă laser și un singur cip în demonstrația lor, mai sunt încă ceva de lucru înainte ca soluția să poată fi implementată în sistemele noastre de comunicații actuale, potrivit Leif Katsuo Oxenløwe.

„Peste tot în lume se lucrează pentru a integra sursa laser în cipul optic și lucrăm și la asta. Cu cât putem integra mai multe componente în cip, cu atât întregul emițător va fi mai eficient. Adică laser, cip care creează pieptene, modulatoare de date și orice elemente de amplificare. Va fi un transmițător optic extrem de eficient de semnale de date”, spune Leif Katsuo Oxenløwe.

Citește povestea completă aici ...