Bom: Enkeltbrikke kan overføre dobbelt så mye som hele Internett

En internasjonal gruppe forskere fra Danmarks Tekniske Universitet (DTU) og Chalmers Tekniske Universitet i Gøteborg, Sverige har oppnådd svimlende dataoverføringshastigheter og er de første i verden til å overføre mer enn 1 petabit per sekund (Pbit/s) ved bruk av kun en enkelt laser og en enkelt optisk brikke.

1 petabit tilsvarer 1 million gigabit.

I forsøket lyktes forskerne med å overføre 1.8 Pbit/s, som tilsvarer det dobbelte av den totale globale Internett-trafikken. Og bare båret av lyset fra én optisk kilde. Lyskilden er en spesialdesignet optisk brikke, som kan bruke lyset fra en enkelt infrarød laser til å lage et regnbuespekter med mange farger, altså mange frekvenser. Dermed kan den ene frekvensen (fargen) til en enkelt laser multipliseres til hundrevis av frekvenser (farger) i en enkelt brikke.

Alle fargene er festet i en bestemt frekvensavstand fra hverandre – akkurat som tennene på en kam – og derfor kalles det en frekvenskam. Hver farge (eller frekvens) kan deretter isoleres og brukes til å trykke data. Frekvensene kan deretter settes sammen og sendes over en optisk fiber, og dermed overføre data. Til og med en enorm mengde data, som forskerne har oppdaget.

Én enkelt laser kan erstatte tusenvis

Den eksperimentelle demonstrasjonen viste at en enkelt brikke lett kunne bære 1.8 Pbit/s, som – med moderne, toppmoderne kommersielt utstyr – ellers ville kreve mer enn 1,000 lasere.

Victor Torres Company, professor ved Chalmers University of Technology, er leder for forskningsgruppen som har utviklet og produsert brikken.

"Det som er spesielt med denne brikken er at den produserer en frekvenskam med ideelle egenskaper for fiberoptisk kommunikasjon - den har høy optisk kraft og dekker en bred båndbredde innenfor spektralområdet som er interessant for avansert optisk kommunikasjon," sier Victor Torres Company .

Interessant nok var ikke brikken optimalisert for denne spesielle applikasjonen.

"Faktisk ble noen av de karakteristiske parametrene oppnådd ved tilfeldigheter og ikke ved design," sier Victor Torres Company. "Men med innsats i teamet mitt er vi nå i stand til å reversere prosessen og oppnå mikrokammer med høy reproduserbarhet for målapplikasjoner innen telekommunikasjon."

Enormt potensial for skalering

I tillegg laget forskerne en beregningsmodell for å undersøke teoretisk det grunnleggende potensialet for dataoverføring med en enkelt brikke identisk med den som ble brukt i eksperimentet. Beregningene viste et enormt potensial for å skalere opp løsningen.

Professor Leif Katsuo Oxenløwe, leder av Center of Excellence for Silicon Photonics for Optical Communications (SPOC) ved DTU, sier:

«Våre beregninger viser at – med den enkle brikken laget av Chalmers University of Technology, og en enkelt laser – vil vi kunne overføre opptil 100 Pbit/s. Grunnen til dette er at løsningen vår er skalerbar – både når det gjelder å skape mange frekvenser og når det gjelder å dele opp frekvenskammen i mange romlige kopier og deretter optisk forsterke dem, og bruke dem som parallelle kilder som vi kan overføre data med. Selv om kamkopiene må forsterkes, mister vi ikke egenskapene til kammen, som vi bruker for spektral effektiv dataoverføring.»

Reduserer strømforbruket på Internett

Forskernes løsning lover godt for fremtidens strømforbruk på Internett.

«Med andre ord gir løsningen vår et potensiale for å erstatte hundretusenvis av lasere som ligger ved Internett-huber og datasentre, som alle suger strøm og genererer varme. Vi har en mulighet til å bidra til å oppnå et Internett som setter et mindre klimaavtrykk, sier Leif Katsuo Oxenløwe.

Selv om forskerne har brutt petabit-barrieren for en enkelt laserkilde og en enkelt brikke i sin demonstrasjon, gjenstår det fortsatt noe utviklingsarbeid før løsningen kan implementeres i våre nåværende kommunikasjonssystemer, ifølge Leif Katsuo Oxenløwe.

«Over hele verden jobbes det med å integrere laserkilden i den optiske brikken, og vi jobber med det også. Jo flere komponenter vi kan integrere i brikken, jo mer effektiv vil hele senderen være. Dvs laser, kamskapende brikke, datamodulatorer og eventuelle forsterkerelementer. Det vil være en ekstremt effektiv optisk sender av datasignaler, sier Leif Katsuo Oxenløwe.

Les hele historien her ...