Нов чип ще направи революция в интернет
Нов чип ще направи революция в интернет.
Изследователи от Датския технически университет (DTU) и Технологичния университет „Чалмърс“ в Гьотеборг, Швеция, постигна зашеметяваща скорост на предаване на данни. Те станаха първите в света, който преддоха повече от 1 петабит в секунда (Pbit/s), използвайки само един лазер и един оптичен чип. 1 петабит съответства на 1 милион гигабита.
При експеримента изследователите успяха да предадат 1,8 Pbit/s. Това се равнява на два пъти общия глобален интернет трафик. Този запис е възможен благодарение на един-единствен оптичен източник. Източникът на светлина е специално проектиран оптичен чип. Той може да използва светлината от един инфрачервен лазер, за да създаде спектър на дъгата от много цветове, т.е. много честоти. По този начин една честота (цвят) на един лазер може да бъде умножена по стотици честоти (цветове) в един чип.
Всички цветове са разположени на определено разстояние един от друг по честота – точно както зъбците на гребен.
Затова се нарича честотен гребен. Всеки цвят (или честота) може да бъде избран и използван за кодиране на данни. След това честотите могат да бъдат сглобени отново и изпратени по оптичното влакно, като по този начин се предават данните. По този начин, както откриват изследователите, е възможно да се предава огромно количество данни.
Един-единствен лазер може да замени хиляди от тях.
Експериментална демонстрация показа, че един такъв чип може лесно да предава 1,8 Pbit/s с помощта на наличното днес търговско оборудване, докато преди за предаването на такъв обем данни са били необходими повече от 1000 лазера.
Виктор Торес, професор в Техническия университет „Чалмърс“ и ръководител на изследователската група, проектирала и произвела чипа, заяви, че „специалната характеристика на този нов чип е, че той произвежда честотен гребен с идеални характеристики за оптични комуникации – има висока оптична мощност и покрива широка честотна лента в спектралния диапазон, което е интересно за съвременните оптични комуникации“, каза Виктор Торес.
Интересно е, че чипът не е оптимизиран за това конкретно приложение.
„Всъщност някои от характерните параметри са постигнати по-скоро случайно, отколкото по замисъл“, казва изследователският екип. „Благодарение на усилията на моя екип обаче сега сме в състояние да възстановим процеса и да получим възпроизводими микроповърхности за целеви приложения в телекомуникациите.“
Технологията има огромен потенциал за мащабируемост
Освен това изследователите създадоха компютърен модел за теоретично изследване на фундаменталния потенциал за предаване на данни, като използваха един чип, идентичен с използвания в експеримента. Изчисленията показаха огромния потенциал за мащабиране на решението.
Професор Лейф Катсуо Оксенлеве, ръководител на Центъра за върхови постижения в областта на силициевата фотоника за оптични комуникации (SPOC) в ДТУ, заяви:
„Нашите изчисления показват, че с един от този нов чип, изработен от Технологичния университет Чалмърс, и един лазер можем да предаваме до 100Pbit/s. Причината за това е, че нашето решение е мащабируемо. Както по отношение на създаването на множество честоти, така и по отношение на разделянето на честотния гребен на множество пространствени копия. И след това използването на оптично усилване и използването им като паралелни източници, с които можем да предаваме данни. Въпреки че копията на гребена трябва да се усилват, ние не губим качеството на гребена. Него използваме за спектрално ефективно предаване на данни.“
Леко опаковане с данни
Опаковането на светлината с данни се нарича модулация. При това се използват вълновите свойства на светлината, като например:
Амплитуда (височина/сила на вълните)
Фаза („ритъмът“ на вълните, при който може да се направи промяна, така че вълната да дойде малко по-рано или малко по-късно от очакваното).
Поляризация (посоки на разпространение на вълните).
Чрез промяна на тези свойства създавате сигнали. Сигналите могат да се преобразуват в единици или нули и по този начин да се използват като сигнали за данни.
Намаляване на консумацията на енергия в интернет
Решението на изследователите е добро предзнаменование за бъдещото потребление на енергия в интернет.
„Нашето решение дава възможност да се заменят стотиците хиляди лазери, разположени в интернет центрове и центрове за данни, които консумират енергия и генерират топлина. Имаме възможност да допринесем за създаването на интернет, който оставя по-малък отпечатък върху климата“. Това казва Лейф Кацуо Оксенлеве.
Според Leif Katsuo Oxenleve все още има някои настройки, които трябва да се направят. Те трябва да предшестват решението да може да се приложи в настоящите ни комуникационни системи.
„В цял свят се работи за интегриране на лазерния източник в оптичния чип, а ние също работим по този въпрос. Колкото повече компоненти успеем да интегрираме в чипа, толкова по-ефективен ще бъде целият предавател. Това ще рече,че т.е. , лазера, гребеновия чип, модулаторите на данни и всички усилвателни елементи. Това ще бъде изключително ефективен оптичен предавател на сигнали за данни“, казва Лейф Кацуо Оксенлеве.
Още интересни статии.