Один лазер передал секундный интернет-трафик в рекордно короткие сроки
Ученые продолжают изучать записи о передаче данных. Самая быстрая передача информации между лазером и системой с одним оптическим чипом теперь установлена на уровне 1,8 петабит в секунду. Это намного превышает объем трафика, проходящего через весь Интернет каждую секунду.
Вот еще одно сравнение: средняя скорость широкополосного скачивания в США составляет 167 мегабит в секунду. Вам нужно 1000 мегабит, чтобы получить гигабит, а затем 1 миллион гигабит, чтобы получить 1 петабит.
Независимо от того, как вы это представляете, 1,8 петабита — это серьезный объем данных для передачи в секунду.
Система передачи данных с наддувом построена на основе оптического чипа специальной конструкции, который использует свет от одного инфракрасного лазера и разделяет его на сотни частот. Частоты изолированы на фиксированном расстоянии друг от друга, как зубья в гребенке — отсюда и название этой установки — частотная гребенка.
Каждый «зубец» на частотной гребенке может посылать свой собственный пакет. данных, благодаря чему достигаются огромные скорости передачи. Используя более традиционные средства, потребовалось бы около тысячи лазеров, чтобы передать то же количество единиц и нулей.
«Особенность этого чипа в том, что он создает частотную гребенку с идеальными характеристиками для оптоволоконных сетей. связи», — говорит наноученый Виктор Торрес из Технологического университета Чалмерса в Швеции.
«Он обладает высокой оптической мощностью и покрывает широкую полосу пропускания в спектральной области, которая интересна для продвинутой оптической связи».
Для достижения этой цели исследователи разделили волоконно-оптический кабель на 37 отдельных сегментов сердцевины, а затем каждый сегмент был разделен на 223 сегмента с разными частотами — зубцы на гребенке. Параллельная отправка такого большого количества данных имела решающее значение для достижения скорости записи.
Сами фактические данные были закодированы в световые сигналы с использованием процесса, называемого модуляцией, который регулирует высоту, силу, ритм и направление световых сигналов. световые волны для хранения единиц и нулей, составляющих цифровые данные.
Пока это просто проверка концепции, не в последнюю очередь потому, что компьютеры не способны генерировать или получать столько данных одновременно. В случае этого исследования использовались искусственные «фиктивные» данные, чтобы убедиться, что система работает должным образом.
Более того, в чип необходимо включить дополнительные компоненты, включая устройства кодирования данных. . Как только это будет сделано, по словам исследователей, получившаяся система будет работать намного быстрее и потреблять меньше энергии, чем то, что мы имеем сейчас.
«Наше решение дает возможность заменить сотни тысяч лазеров. расположены в интернет-хабах и центрах обработки данных, потребляющих электроэнергию и выделяющих тепло, — говорит инженер-электрик Лейф Катсуо Оксенлеве из Технического университета Дании.
— У нас есть возможность внести свой вклад в создание Интернета, оставляет меньший след на климате».
Благодаря использованию вычислительной модели исследователи также смогли определить, что существует значительный потенциал, когда дело доходит до масштабирования системы — должны быть возможны даже более высокие скорости передачи данных. в будущем.
За счет дальнейшего разделения световых частот и дальнейшего усиления производимых сигналов возможна скорость до 100 петабит в секунду, как показывают модели. Все это можно сделать без потери надежности данных.
Достижение этого этапа будет зависеть от улучшений в других областях вычислений и интернет-инфраструктуры, но лежащие в их основе технологии — лазеры, оптические оптоволокно — не слишком далеко от того, что мы уже используем.
«Чем больше компонентов мы сможем интегрировать в чип, тем эффективнее будет весь передатчик», — говорит Катсуо Оксенлёве. «Это будет чрезвычайно эффективный оптический передатчик сигналов данных».
Исследование опубликовано в журнале Nature Photonics.
