Jedan čip može da ostvari duplo veći prenos podataka od celog interneta
Međunarodna grupa istraživača sa Tehničkog univerziteta Danske (DTU) i Tehnološkog univerziteta Chalmers u Geteborgu, u Švedskoj, postigla je vrtoglavu brzinu prenosa podataka i prva je u svetu koja je prenosila više od 1 petabita u sekundi (Pbit/s) koristeći samo jedan laser i jedan optički čip.
1 petabit odgovara 1 milion gigabita.
U eksperimentu, istraživači su uspeli da prenesu 1,8 Pbit/s, što odgovara dvostruko većem globalnom Internet saobraćaju. I nošen je samo svetlošću iz jednog optičkog izvora. Izvor svetlosti je prilagođeni optički čip, koji može da koristi svetlost jednog infracrvenog lasera za stvaranje duginog spektra mnogih boja, odnosno mnogih frekvencija. Dakle, jedna frekvencija (boja) jednog lasera može se pomnožiti u stotine frekvencija (boja) u jednom čipu.
Sve boje su fiksirane na određenoj frekvencijskoj udaljenosti jedna od druge – baš kao zupci na češlju – zbog čega se naziva frekventni češalj. Svaka boja (ili frekvencija) se zatim može izolovati i koristiti za utiskivanje podataka. Frekvencije se zatim mogu ponovo sastaviti i poslati preko optičkog vlakna, čime se prenose podaci. Čak i ogroman obim podataka, kako su istraživači otkrili.
Jedan laser može zameniti hiljade
Eksperimentalna demonstracija je pokazala da jedan čip može lako da nosi 1,8 Pbit/s, što bi – uz najsavremeniju komercijalnu opremu – inače zahtevalo više od 1.000 lasera.
Victor Torres Company, profesor na Tehnološkom univerzitetu Chalmers, šef je istraživačke grupe koja je razvila i proizvela čip.
„Ono što je posebno u vezi sa ovim čipom je to što proizvodi frekventni češalj sa idealnim karakteristikama za optičke komunikacije – ima veliku optičku snagu i pokriva širok propusni opseg unutar spektralnog regiona koji je interesantan za napredne optičke komunikacije“, kaže Victor Torres Company.
Zanimljivo je da čip nije optimizovan za ovu konkretnu aplikaciju.
„U stvari, neki od karakterističnih parametara postignuti su slučajno, a ne dizajnom“, kaže Victor Torres. „Međutim, uz napore u mom timu, sada smo u stanju da izvršimo obrnuti inženjering procesa i postignemo mikročešljeve visoke ponovljivosti za ciljne aplikacije u telekomunikacijama.
Ogroman potencijal za skaliranje
Pored toga, istraživači su kreirali računarski model da bi teoretski ispitali fundamentalni potencijal za prenos podataka sa jednim čipom identičnim onom koji je korišćen u eksperimentu. Proračuni su pokazali ogroman potencijal za proširenje rešenja.
Profesor Leif Katsuo Oxenløve, šef Centra izvrsnosti za silicijumsku fotoniku za optičke komunikacije (SPOC) u DTU, kaže:
„Naši proračuni pokazuju da ćemo – sa jednim čipom koji je napravio Tehnološki univerzitet Chalmers i jednim laserom – moći da prenosimo do 100 Pbit/s. Razlog za to je taj što je naše rešenje skalabilno – kako u smislu stvaranja mnogih frekvencija, tako i u smislu razdvajanja frekventnog češlja u mnogo prostornih kopija, a zatim ih optički pojačava i koristi ih kao paralelne izvore sa kojima možemo da prenosimo podatke. Iako se kopije češlja moraju pojačati, mi ne gubimo kvalitete češlja, koji koristimo za spektralno efikasan prenos podataka.
Smanjuje potrošnju energije Interneta
Rešenje istraživača je dobro za buduću potrošnju energije Interneta.
„Drugim rečima, naše rešenje pruža potencijal za zamenu stotina hiljada lasera koji se nalaze u internet čvorištima i data centrima, a svi oni gutaju energiju i stvaraju toplotu. Imamo priliku da doprinesemo stvaranju interneta koji ostavlja manji klimatski otisak“, kaže Leif Katsuo Oxenløve.
Iako su istraživači u svojoj demonstraciji razbili petabit barijeru za jedan laserski izvor i jedan čip, predstoji još neki razvojni rad pre nego što se rešenje može implementirati u naše trenutne komunikacione sisteme, kaže Leif Katsuo Oxenløve.
„Širom sveta se radi na integraciji laserskog izvora u optički čip, a radimo i na tome. Što više komponenti možemo da integrišemo u čip, efikasniji će biti ceo predajnik. tj. laser, čip za stvaranje češlja, modulatori podataka i svi elementi pojačala. To će biti izuzetno efikasan optički predajnik signala podataka“, kaže Leif Katsuo Oxenløwe.
