Дослідники встановили рекорд швидкості передачі даних. Найшвидша передача інформації між лазером і системою з одним оптичним чіпом тепер становить 1,8 петабіт на секунду. Цього, мабуть, вистачить на Матрицю, Метавсесвіт та 6G.
Дослідники встановили рекорд швидкості передачі даних. Найшвидша передача інформації між лазером і системою з одним оптичним чіпом тепер становить 1,8 петабіт на секунду. Цього, мабуть, вистачить на Матрицю, Метавсесвіт та 6G.
Для того, щоб зрозуміти, багато це чи мало, можете подивитися на статистику глобального інтернету. В середньому ми переганяємо 160-170 гігабіт за секунду.
Середня швидкість широкосмугового завантаження в США — 167 мегабіт на секунду, пише Sciencealert.
Швидкість інтернету мобільного оператора автора цієї статті в момент написання — 17,7 мегабіт на секунду.
1000 мегабіт дають один гігабіт, один мільйон гігабіт дає один петабіт, ми маємо швидкість 1,8 петабіт за секунду. Тобто, фактично, дослідникам вдалося розігнати інтернет до швидкостей, які ми не здатні заповнити — поки що.
Система передачі даних побудована навколо спеціально розробленого оптичного чіпа, який використовує світло від одного інфрачервоного лазера та розподіляє його на сотні частот. Частоти ізольовані на фіксованій відстані одна від одної, як зуби гребінця, звідси й назва чіпа — frequency comb, частотний гребінець.
Кожен «зуб» цього гребінця може надсилати власний пакет даних, що й дає швидкість. В звичайних умовах для перенесення такої ж кількості одиниць та нулів знадобилася би тисяча лазерів.
«Ми показуємо, що єдине джерело оптичної частотної гребінки на основі кільцевого резонатора з нітриду кремнію підтримує пропускну здатність даних у режимі петабіт на секунду. Ми експериментально демонструємо передачу 1,84 Пбіт/с через 37-ядрове волокно довжиною 7,9 км», — йдеться в дослідженні, опублікованому в журналі Nature Photonics.
«Особливість цього чіпа полягає в тому, що він створює частотну гребінку з ідеальними характеристиками для волоконно-оптичних комунікацій, — говорить нанонауковець 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».
Дослідники розділили волоконно-оптичний кабель на 37 окремих секцій, 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.
Дані закодували у світлові сигнали за допомогою процесу, який називається модуляцією, який регулює висоту, силу, ритм і напрямок світлових хвиль, щоб зберігати 1 і 0.
У випадку цього дослідження використовувалися штучні «фіктивні» дані, щоб переконатися, що система працює належним чином: поки що в нас немає такої кількості реальних даних, щоб передати їх.
В чіп треба вмонтовувати додаткові компоненти, включаючи пристрої кодування даних. Проте це зробить інтернет-зв’язок більш економним та екологічним.
«Наше рішення забезпечує потенціал для заміни сотень тисяч лазерів, розташованих в Інтернет-концентраторах 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 залишає менший вплив на клімат».
При цьому, вчені кажуть, що систему можна масштабувати — 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.
«Чим більше компонентів ми зможемо інтегрувати в чіп, тим ефективнішим буде весь передавач, — каже Кацуо Оксенлове. — Це буде надзвичайно ефективний оптичний передавач сигналів даних».
