Лазерный мир

Международная группа исследователей из Датского технического университета (DTU) и Технологического университета Чалмерса в Гётеборге, Швеция, добилась головокружительной скорости передачи данных и стала первой в мире, передающей более 1 петабита в секунду (Пбит/с), используя только один лазер и один оптический чип.

В эксперименте исследователям удалось передать 1.8 Пбит/с, что соответствует удвоенному общему глобальному интернет-трафику. И осуществляется только светом от одного оптического источника. Источником света является специально разработанный оптический чип, который может использовать свет от одного инфракрасного лазера для создания радужного спектра многих цветов, т.е. многих частот. Таким образом, одна частота (цвет) одного лазера может быть умножена на сотни частот (цветов) в одном чипе.

Все цвета зафиксированы на определенном расстоянии друг от друга по частоте — точно так же, как зубья на расческе — поэтому она называется частотной расческой. Затем каждый цвет (или частоту) можно выделить и использовать для впечатывания данных. Затем частоты могут быть повторно собраны и отправлены по оптическому волокну, таким образом передавая данные. Даже огромный объем данных, как обнаружили исследователи.

Один единственный лазер может заменить тысячи

Экспериментальная демонстрация показала, что один чип может легко передавать 1.8 Пбит/с, что — с современным современным коммерческим оборудованием — в противном случае потребовало бы более 1,000 лазеров.

Компания Виктора Торреса, профессор Технологического университета Чалмерса, возглавляет исследовательскую группу, разработавшую и изготовившую чип.

«Особенность этого чипа в том, что он производит гребенку частот с идеальными характеристиками для оптоволоконной связи — он обладает высокой оптической мощностью и охватывает широкую полосу пропускания в спектральной области, которая интересна для продвинутой оптической связи», — говорит Виктор Торрес. .

Интересно, что чип не был оптимизирован для этого конкретного приложения.

«На самом деле некоторые характерные параметры были достигнуты случайно, а не по замыслу», — говорит компания Victor Torres. «Однако благодаря усилиям моей команды мы теперь можем перепроектировать процесс и получить микрогребни с высокой воспроизводимостью для целевых приложений в телекоммуникациях».

Огромный потенциал для масштабирования

Кроме того, исследователи создали вычислительную модель для теоретического изучения фундаментального потенциала передачи данных с помощью одного чипа, идентичного тому, который использовался в эксперименте. Расчеты показали огромный потенциал масштабирования решения.

Профессор Лейф Катсуо Оксенлеве, глава Центра передового опыта кремниевой фотоники для оптических коммуникаций (SPOC) в DTU, говорит:

«Наши расчеты показывают, что с одним чипом, сделанным Технологическим университетом Чалмерса, и одним лазером мы сможем передавать до 100 Пбит/с. Причина этого в том, что наше решение является масштабируемым — как с точки зрения создания множества частот, так и с точки зрения разделения частотной гребенки на множество пространственных копий с последующим их оптическим усилением и использованием их в качестве параллельных источников, с помощью которых мы можем передавать данные. Хотя копии гребенки должны быть усилены, мы не теряем качества гребенки, которые мы используем для спектрально эффективной передачи данных».

Снижает энергопотребление в Интернете

Решение исследователей служит хорошим предзнаменованием для будущего энергопотребления Интернета.

«Другими словами, наше решение дает возможность заменить сотни тысяч лазеров, расположенных в интернет-хабах и центрах обработки данных, потребляющих много энергии и выделяющих тепло. У нас есть возможность внести свой вклад в создание Интернета, оставляющего меньший климатический след», — говорит Лейф Катсуо Оксенлёве.

По словам Лейфа Катсуо Оксенлёве, несмотря на то, что исследователи преодолели петабитный барьер для одного лазерного источника и одного чипа в своей демонстрации, предстоит еще некоторая доработка, прежде чем решение можно будет внедрить в наши текущие системы связи.

«Во всем мире ведутся работы по интеграции лазерного источника в оптический чип, и мы над этим тоже работаем. Чем больше компонентов мы сможем интегрировать в чип, тем эффективнее будет весь передатчик. Т.е. лазер, гребнеобразующая микросхема, модуляторы данных и любые элементы усилителей. Это будет чрезвычайно эффективный оптический передатчик сигналов данных», — говорит Лейф Катсуо Оксенлеве.

Источник: https://ru.technocracy.news/