Un singur laser a transmis în timp record doar o secundă de trafic de Internet

Oamenii de știință continuă să spulbere recordurile de transmisie de date, cea mai rapidă transmisie de informații între un laser și un sistem de cipuri optice unice fiind stabilită acum la 1,8 petabiți pe secundă. Aceasta depășește cu mult cantitatea de trafic care trece prin întregul Internet în fiecare secundă.

Prin comparație, viteza medie de descărcare în bandă largă în SUA este de 167 de megabiți pe secundă. Aveți nevoie de 1.000 de megabiți pentru a ajunge la un gigabit, iar apoi de 1 milion de gigabiți pentru a ajunge la 1 petabit.

• Ce se întâmplă cu creierul atunci când lucrezi în echipă?
• Locul în care trăiești influențează ce greutate ai, arată un nou studiu

Așadar, 1,8 petabiți reprezintă o cantitate generoasă de date care trebuie transmise într-o secundă.

Sistemul supraalimentat de transfer de date este construit în jurul unui cip optic proiectat la comandă, care folosește lumina unui singur laser în infraroșu și o împarte în sute de frecvențe.

Frecvențele sunt izolate la distanțe fixe una față de cealaltă, ca dinții unui pieptene – de aici și numele acestui sistem, care este pieptene de frecvență, scrie ScienceAlert.

„Avem ocazia de a contribui la realizarea unui Internet cu o amprentă climatică mai mică”

Fiecare „dinte” de pe un pieptene de frecvență poate trimite propria rafală de date, ceea ce permite obținerea unor viteze de transmisie uriașe. Folosind mijloace mai convenționale, ar fi nevoie de aproximativ o mie de lasere pentru a transmite același număr de 1s și 0s.

„Ceea ce este special la acest cip este faptul că produce un pieptene de frecvență cu caracteristici ideale pentru comunicațiile prin fibră optică”, spune nanosavantul Victor Torres Company de la Universitatea de Tehnologie Chalmers din Suedia.

„Are o putere optică ridicată și acoperă o lățime de bandă largă în regiunea spectrală care este interesantă pentru comunicațiile optice avansate.”

Pentru a realiza această performanță, cercetătorii au împărțit cablul de fibră optică în 37 de secțiuni de miez distincte, iar apoi fiecare secțiune a fost împărțită în 223 de felii de frecvență diferite – dinții de pe pieptene. Faptul că atât de multe date au fost trimise în paralel a fost crucial pentru atingerea ratei record.

Oamenii de știință continuă să spulbere recordurile de transmisie de date

Datele propriu-zise au fost codificate în semnalele luminoase folosind un proces numit modulare, care ajustează înălțimea, intensitatea, ritmul și direcțiile undelor luminoase pentru a stoca 1-urile și 0-urile care alcătuiesc datele digitale.

Deocamdată, aceasta este doar o dovadă de concept, întrucât calculatoarele nu sunt capabile să genereze sau să primească atât de multe date în același timp. În cazul acestei cercetări, au fost folosite date „fictive” artificiale pentru a se asigura că sistemul funcționează așa cum a fost prevăzut.

În plus, în cip trebuie încorporate componente suplimentare – inclusiv dispozitive de codificare a datelor. Totuși, cercetătorii spun că, odată ce acest lucru va fi făcut, sistemul rezultat va fi mult mai rapid și va consuma mai puțină energie decât cel actual.

„Soluția noastră oferă un potențial de înlocuire a sute de mii de lasere amplasate în hub-urile de Internet și în centrele de date, care consumă multă energie și generează căldură”, spune inginerul electric Leif Katsuo Oxenløwe de la Universitatea Tehnică din Danemarca.

În viitor ar fi posibile rate de transmisie a datelor chiar mai mari

„Avem ocazia de a contribui la realizarea unui internet care lasă o amprentă climatică mai mică.”

Prin utilizarea unui model de calcul, cercetătorii au reușit, de asemenea, să stabilească faptul că există un potențial substanțial atunci când vine vorba de extinderea sistemului – în viitor ar trebui să fie posibile rate de transmisie a datelor chiar mai mari.

Prin divizarea în continuare a frecvențelor de lumină și amplificarea suplimentară a semnalelor produse, sunt fezabile rate de până la 100 de petabiți pe secundă, arată modelele. Toate acestea pot fi realizate fără a pierde fiabilitatea datelor.

Atingerea acestui stadiu va depinde de îmbunătățiri în alte domenii de calcul și în infrastructura Internetului, dar tehnologiile de bază – lasere, fibre optice – nu sunt prea departe de ceea ce folosim deja.

Cercetarea a fost publicată în Nature Photonics.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Serviciul de internet Starlink a ajuns în Antarctica

Cabluri de Internet din măști, obținute cu ajutorul chimiei verzi

Test de cultură generală. Care a fost primul mesaj trimis pe Internet?

Cartea de vizită a lui Elon Musk a ajuns pe Internet. Cum a reacționat cel mai bogat om din lume?