Nowy rekord transferu danych przez światłowód

Naukowcy z Kopenhagi byli w stanie przesłać dwa razy więcej danych niż w codziennym ruchu internetowym przez pojedynczy kabel światłowodowy, co jest bezprecedensowym wyczynem, który może przybliżyć fotonikę krzemową do realizacji, co wszystkim przyniesie ogromne korzyści. Naukowcy z Technical University of Denmark (DTU) ustanowili nowy rekord w badaniach nad fotoniką krzemową, osiągając niespotykany dotąd transfer danych na poziomie 1,84 petabitów na sekundę. Co więcej, badacze wykorzystali pojedynczy „chip komputerowy” jako źródło światła i pojedynczy światłowód jako kanał transmisyjny. Badania, których autorem jest Asbjørn Arvad Jørgensen i jego współpracownicy, noszą trafną nazwę „Petabit-per-second data transmission using a chip-scale microcomb ring resonator source”. Naukowcy wykorzystali pojedynczy fotoniczny chip (lub „źródło światła w skali chipa”) połączony z 37-żyłowym światłowodem, demonstrując wspomnianą transmisję danych o prędkości 1,84 petabitów/s na odległość 7,9 kilometrów. Naukowcy byli w stanie osiągnąć ten rekordowy transfer – który jest równy mniej więcej dwukrotnej ilości danych dla światowego ruchu internetowego w ciągu jednego dnia – poprzez podzielenie strumienia danych na 37 sekcji, po jednej dla każdego rdzenia światłowodu; następnie każdy z tych kanałów został podzielony na 223 kawałki danych reprezentowanych przez różne częstotliwości w widmie elektromagnetycznym poprzez „grzebień częstotliwości”. W ten sposób dane były przesyłane w różnych częstotliwościach w tym samym czasie bez zakłóceń. Ostatecznym rezultatem, jak wyjaśnia Jørgensen, była możliwość przesłania ilości danych tak dużych, że żadna istniejąca dziś technologia komputerowa nie może ich dostarczyć ani odebrać. Zamiast tego, naukowcy przepuszczali „atrapy danych” poprzez wszystkie kanały, a następnie testowali wyjście po jednym kanale na raz, aby potwierdzić, że dane zostały rzeczywiście wysłane i można je odzyskać w oryginalnej formie. Według Jørgensena, cały system zaprojektowany na potrzeby eksperymentu korzysta z pojedynczego lasera strzelającego w sposób ciągły, rozdzielacza częstotliwości i oddzielnych urządzeń do kodowania danych w strumieniach wyjściowych. Wszystko to może być zintegrowane w jednym chipie, zapewnił badacz, przybliżając fotonikę krzemową o krok do rzeczywistości. Jak wyjaśniono w opublikowanych w Nature badaniach, „komunikacja światłowodowa jest kręgosłupem Internetu”, ale podstawowe technologie zbliżają się do swoich granic pod względem rozmiaru, prędkości i wydajności energetycznej. Praca naukowców z Kopenhagi pokazuje, że „pojedyncze optyczne źródło częstotliwości oparte na rezonatorze pierścieniowym z azotku krzemu” może teoretycznie wprowadzić technologię internetową w sferę petabitów na sekundę – i w przyszłość.