Ученые из Технического университета Дании в Копенгагене достигли скорости передачи данных 1,84 петабита в секунду, используя один фотонный чип, подключенный через один оптоволоконный кабель. Эксперимент был совершен на дистанции 7,9 км. Стоит отметить, что в любое время суток средняя пропускная способность Интернета, используемая всем населением мира, оценивается примерно в 1 петабит / с.

С постоянно растущим объемом данных, передаваемых через Интернет для бизнеса и развлечений, а также для загрузки или обновления программного обеспечения, инфраструктурные компании всегда ищут новые способы увеличения доступной пропускной способности. Таким образом, скорость 1,84 петабит/с по стандартному оптическому кабелю с использованием компактного решения с одним чипом будет весьма привлекательной.

Технология фотонных чипов имеет большие перспективы для оптической передачи данных, поскольку и процессор, и среда передачи работают со световыми волнами. New Scientist объясняет простыми словами, как датским ученым во главе с Асбьёрном Арвадом Йоргенсеном удалось обеспечить такую пропускную способность с имеющимися ресурсами.

Во-первых, поток данных, использованный в испытании, был разделен на 37 строк, каждая из которых отправляла свой оптический поток в кабеле. Каждая из 37 строк данных была разбита на 223 фрагмента данных, соответствующих зонам оптического спектра. Это позволило создать «частотную гребенку», в которой данные одновременно передавались разными цветами, не мешая другим потокам. Иными словами, была создана система «массивно-параллельной пространственно-волновой мультиплексной передачи данных». Конечно, это разделение и повторное разделение значительно увеличили потенциальную пропускную способность данных, поддерживаемую оптоволоконным кабелем.

Было непросто протестировать и проверить пропускную способность 1,84 петабита в секунду, поскольку ни один компьютер не может отправлять или получать, не говоря уже о хранении, такой огромный объем данных. Исследовательская группа использовала фиктивные данные по отдельным каналам, чтобы проверить, какой будет полная пропускная способность. Каждый канал тестировался индивидуально, чтобы убедиться, что полученные данные соответствуют передаваемым.

В действии фотонный чип разделяет одиночный лазер на множество частот, и требуется некоторая обработка для кодирования световых данных для каждого из 37 потоков данных по оптоволоконному кабелю. По словам Йоргенсена, усовершенствованное полностью функциональное устройство оптической обработки должно быть размером примерно со спичечный коробок. Это такой же размер, как у современных одноцветных лазерных передающих устройств, используемых в телекоммуникационной отрасли.

Обнадеживает, что возможно сохранить ту же инфраструктуру волоконно-оптических кабелей, но заменить оптические кодировщики/декодеры размером со спичечный коробок на устройства с питанием от фотонных чипов аналогичного размера, потенциально обеспечивая эффективное увеличение пропускной способности в 8251 раз. Исследователи говорят, что в их работе продемонстрирован достаточный потенциал, чтобы вдохновить на «сдвиг в дизайне будущих систем связи».

Для получения дополнительной информации о передаче данных со скоростью 1,84 петабита в секунду вы можете ознакомиться с исходным документом о передаче данных со скоростью 1 петабит в секунду с использованием микрогребенчатого кольцевого резонатора.