Вчені продовжують переглядати рекорди передачі даних, причому найшвидша передача інформації між лазером і системою з одним оптичним чіпом тепер встановлена на рівні 1,8 петабіт на секунду. Це значно перевищує обсяг трафіку, що проходить через весь Інтернет щосекунди.
Ось інше порівняння: середня швидкість широкосмугового завантаження в США становить 167 мегабіт на секунду. Вам потрібно 1000 мегабіт, щоб отримати гігабіт, а потім 1 мільйон гігабіт, щоб отримати 1 петабіт.
Незалежно від того, як ви це представляєте, 1,8 петабіт – це серйозний обсяг даних для передачі за секунду.
Посилена система передачі даних побудована навколо спеціально розробленого оптичного чіпа, який використовує світло від одного інфрачервоного лазера та розділяє його на сотні частот. Частоти ізольовані на фіксованій відстані одна від одної, як зуби в гребінці – звідси й назва цієї установки – частотна гребінка.
Кожен «зуб» частотної гребінки може надсилати власний пакет даних, завдяки чому досягаються величезні швидкості передачі. Використовуючи більш звичайні засоби, для перенесення такої ж кількості одиниць і нулів знадобилося б близько тисячі лазерів.
«Особливість цього чіпа полягає в тому, що він створює частотну гребінку з ідеальними характеристиками для волоконно-оптичних комунікацій», — говорить нанонауковець компанії Віктор Торрес із Технологічного університету Чалмерса у Швеції.
«Він має високу оптичну потужність і охоплює широку смугу в спектральній області, що цікаво для передових оптичних комунікацій».
Щоб досягти цього, дослідники розділили волоконно-оптичний кабель на 37 окремих секцій серцевини, а потім кожну секцію розділили на 223 різні частотні частини – зубці на гребінці. Наявність такої великої кількості даних, що надсилаються паралельно, була вирішальною для досягнення рекордної швидкості.
Фактичні дані були закодовані у світлові сигнали за допомогою процесу, який називається модуляцією, що регулює висоту, силу, ритм і напрямки світлових хвиль для збереження одиниць і нулів, що утворюють цифрові дані.
Наразі це лише доказ концепції, не в останню чергу тому, що комп’ютери не здатні генерувати або отримувати стільки даних одночасно. У випадку цього дослідження використовувалися штучні «фіктивні» дані, щоб переконатися, що система працює належним чином.
Більш того, додаткові компоненти, включаючи пристрої кодування даних, повинні бути вбудовані в чіп. Проте, кажуть дослідники, щойно це буде зроблено, отримана система буде набагато швидшою та споживатиме менше енергії, ніж те, що ми маємо зараз.
«Наше рішення забезпечує потенціал для заміни сотень тисяч лазерів, розташованих в Інтернет-хабах і центрах обробки даних, усі вони споживають електроенергію та виробляють тепло», — каже інженер-електрик Лейф Кацуо Оксенлове з Технічного університету Данії.
«У нас є можливість зробити внесок у створення Інтернету, який матиме менший вплив на клімат».
Завдяки використанню обчислювальної моделі дослідники також змогли визначити, що існує значний потенціал, коли мова йде про масштабування системи – у майбутньому будуть можливі ще вищі швидкості передачі даних.
За допомогою подальшого розділення частот світла та подальшого посилення вироблених сигналів можна досягти швидкості до 100 петабіт на секунду, показують моделі. Все це можна зробити без втрати достовірності даних.
Дослідження опубліковано в Nature Photonics.
Раніше повідомлялося, що командування Ізраїлю віддало наказ розгорнути в прикордонній зоні з сектором Гази новітню лазерну батарею перехоплення.