Bom: Enkelt chip kan sända dubbelt så mycket som hela Internet

Vänligen dela denna berättelse!

Detta är ett genombrott av episka proportioner eftersom ett enda chip har satt ett nytt dataöverföringsrekord på 1.8 Petabyte per sekund. En Petabyte är lika med 1,000 500 terabyte, eller ungefär 100 miljarder sidor av standardtryckt text. Hela Library of Congress kunde sändas XNUMX gånger på en enda sekund. Implikationen för global digitalisering är otänkbar. ⁃ TN-redaktör

En internationell grupp forskare från Danmarks Tekniska Universitet (DTU) och Chalmers Tekniska Högskola i Göteborg, Sverige har uppnått svindlande dataöverföringshastigheter och är först i världen med att sända mer än 1 petabit per sekund (Pbit/s) med endast en enda laser och ett enda optiskt chip.

1 petabit motsvarar 1 miljon gigabit.

I experimentet lyckades forskarna sända 1.8 Pbit/s, vilket motsvarar två gånger den totala globala internettrafiken. Och bara bärs av ljuset från en optisk källa. Ljuskällan är ett specialdesignat optiskt chip, som kan använda ljuset från en enda infraröd laser för att skapa ett regnbågsspektrum av många färger, det vill säga många frekvenser. Således kan en frekvens (färg) för en enda laser multipliceras till hundratals frekvenser (färger) i ett enda chip.

Alla färgerna är fixerade på ett visst frekvensavstånd från varandra – precis som tänderna på en kam – varför det kallas frekvenskam. Varje färg (eller frekvens) kan sedan isoleras och användas för att skriva ut data. Frekvenserna kan sedan sättas ihop igen och skickas över en optisk fiber och på så sätt överföra data. Till och med en enorm mängd data, som forskarna har upptäckt.

En enda laser kan ersätta tusentals

Den experimentella demonstrationen visade att ett enda chip lätt kunde bära 1.8 Pbit/s, vilket – med modern och toppmodern kommersiell utrustning – annars skulle kräva mer än 1,000 XNUMX lasrar.

Victor Torres Company, professor vid Chalmers tekniska högskola, är chef för forskargruppen som har utvecklat och tillverkat chipet.

"Det som är speciellt med detta chip är att det producerar en frekvenskam med idealiska egenskaper för fiberoptisk kommunikation - den har hög optisk effekt och täcker en bred bandbredd inom den spektrala regionen som är intressant för avancerad optisk kommunikation", säger Victor Torres Company .

Intressant nog var chippet inte optimerat för just denna applikation.

"Faktum är att vissa av de karakteristiska parametrarna uppnåddes av en slump och inte av design", säger Victor Torres Company. "Men med ansträngningar i mitt team är vi nu kapabla att omvända processen och uppnå mikrokammar med hög reproducerbarhet för målapplikationer inom telekommunikation."

Enorma potential för skalning

Dessutom skapade forskarna en beräkningsmodell för att teoretiskt undersöka den grundläggande potentialen för dataöverföring med ett enda chip identiskt med det som användes i experimentet. Beräkningarna visade på en enorm potential för att skala upp lösningen.

Professor Leif Katsuo Oxenløwe, chef för Center of Excellence for Silicon Photonics for Optical Communications (SPOC) vid DTU, säger:

”Våra beräkningar visar att vi – med det enda chipet från Chalmers tekniska högskola och en enda laser – kommer att kunna sända upp till 100 Pbit/s. Anledningen till detta är att vår lösning är skalbar – både när det gäller att skapa många frekvenser och när det gäller att dela upp frekvenskammen i många rumsliga kopior och sedan optiskt förstärka dem, och använda dem som parallella källor med vilka vi kan överföra data. Även om kamkopiorna måste förstärkas, förlorar vi inte kammens egenskaper, som vi använder för spektralt effektiv dataöverföring.”

Minskar internetströmförbrukning

Forskarnas lösning bådar gott för internets framtida strömförbrukning.

“Med andra ord ger vår lösning en potential att ersätta hundratusentals av de lasrar som finns på internethubbar och datacenter, som alla suger ström och genererar värme. Vi har en möjlighet att bidra till att få till ett internet som lämnar ett mindre klimatavtryck, säger Leif Katsuo Oxenløwe.

Även om forskarna har brutit petabitbarriären för en enda laserkälla och ett enda chip i sin demonstration, återstår det fortfarande en del utvecklingsarbete innan lösningen kan implementeras i våra nuvarande kommunikationssystem, enligt Leif Katsuo Oxenløwe.

”Över hela världen pågår ett arbete med att integrera laserkällan i det optiska chippet, och vi jobbar på det också. Ju fler komponenter vi kan integrera i chippet, desto effektivare blir hela sändaren. Dvs laser, kamskapande chip, datamodulatorer och eventuella förstärkarelement. Det kommer att bli en extremt effektiv optisk sändare av datasignaler”, säger Leif Katsuo Oxenløwe.

Läs hela historien här ...