Επιστήμονες έσπασαν το ρεκόρ ταχύτητας μεταφοράς δεδομένων με τη χρήση λέιζερ – Τα νέα δεδομένα
Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων έσπασε ένα νέο ρεκόρ μεταφοράς δεδομένων, μεταφέροντας 1,8 petabit μέσα σε ένα δευτερόλεπτο, το διπλάσιο της παγκόσμιας διακίνησης πληροφοριών στο internet, χρησιμοποιώντας ένα οπτικό τσιπ τελευταίας τεχνολογίας σε συνδυασμό με ένα μόνο υπέρυθρο λέιζερ.
Ο σύγχρονος πολιτισμός μας κινείται μέσω πακέτων δεδομένων που κωδικοποιούνται από τη δυαδική γλώσσα των μονάδων και των μηδενικών σε παλμούς φωτός και μεταδίδονται σε όλο τον κόσμο μέσω ενός παγκόσμιου δικτύου καλωδίων οπτικών ινών, όπου είναι δυνατόν.
Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Photonics, μια ομάδα ερευνητών από το τεχνολογικό πανεπιστήμιο της Δανίας, κατέρριψε το ρεκόρ για τη μεγαλύτερη ποσότητα δεδομένων που μεταφέρθηκαν μέσα σε ένα μόλις δευτερόλεπτο. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα ειδικά προσαρμοσμένο για αυτήν την περίπτωση οπτικό τσιπ υπολογιστή, που ήταν ικανό να χρησιμοποιεί ένα μόνο υπέρυθρο λέιζερ για να δημιουργήσει εκατοντάδες συχνότητες φωτός, καθεμία από τις οποίες μπορεί να αποτυπωθεί με δεδομένα.
Αυτές οι συχνότητες φωτός χωρίζονται από μια σταθερή, παρόμοια απόσταση, όπως τα δόντια μιας χτένας. Αυτός είναι ο λόγος που αυτός ο τύπος συσκευής είναι γνωστός ως «χτένα συχνότητας-frequency comb».
Οι ερευνητές έστειλαν τα δεδομένα που κωδικοποιήθηκαν σε συχνότητες φωτός μέσα σε μια οπτική ίνα μήκους 7,9 χιλιομέτρων και μέτρησαν την ποσότητα των δεδομένων που μεταφέρθηκαν. Ανακάλυψαν ότι το τσιπ με το ένα και μοναδικό υπέρυθρο λέιζερ του, ήταν σε θέση να μεταδίδει δεδομένα με τον εκπληκτικό ρυθμό των 1,84 petabit ανά δευτερόλεπτο.
Το ένα petabit είναι ισοδύναμο με ένα εκατομμύρια gigabit. Σύμφωνα με το δελτίο τύπου του πανεπιστήμιου, ο ρυθμός μεταφοράς 1,8 petabit ανά δευτερόλεπτο που κατάφερε η ομάδα των ερευνητών, ισοδυναμεί με την διπλάσια αποστολή ολόκληρης της παγκόσμιας ιντερνετικής κίνησης που συνήθως αποστέλλεται στο ίδιο χρονικό διάστημα.
Χρησιμοποιώντας την τελευταία λέξη της τεχνολογίας των εμπορικών τσιπ που χρησιμοποιούνται σήμερα, οι ερευνητές υπολογίζουν ότι χρειάζονται 1.000 λέιζερ που δουλεύουν ταυτόχρονα για να μεταφέρουν τον ίδιο όγκο δεδομένων στο ίδιο χρονικό πλαίσιο του ενός δευτερόλεπτου, αντί για το μεμονωμένο λέιζερ που χρησιμοποιήθηκε από την ομάδα. Επιπλέον, το ειδικά προσαρμοσμένο τσιπ που κατασκευάστηκε για το πείραμα δεν είχε καν βελτιστοποιηθεί για τους σκοπούς της μελέτης.
«Στην πραγματικότητα, ορισμένες από τις χαρακτηριστικές παραμέτρους επιτεύχθηκαν από σύμπτωση και όχι από σχεδιασμό», σχολίασε ο καθηγητής Victor Torres Company από το τεχνολογικό πανεπιστήμιο Chalmers της Σουηδίας, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας που δημιούργησε το νέο τσιπ. «Ωστόσο, με τις προσπάθειες της ομάδας μου, είμαστε πλέον σε θέση να αναστρέψουμε τη διαδικασία και να επιτύχουμε με υψηλή αναπαραγωγιμότητα, μικροχτένες – microcombs για στοχευμένες εφαρμογές στις τηλεπικοινωνίες».
Μεταφορά δεδομένων: Το νέο τσιπ μπορεί να κάνει το διαδίκτυο πιο αποδοτικό ενεργειακά
«Με άλλα λόγια, τα αποτελέσματα του πειράματος παρέχουν τη δυνατότητα αντικατάστασης εκατοντάδων χιλιάδων λέιζερ που βρίσκονται σε κόμβους του διαδικτύου και κέντρα δεδομένων, τα οποία καταναλώνουν πολύ ρεύμα και παράγουν θερμότητα», εξηγεί ο καθηγητής Leif Katsuo Oxenløwe από το τεχνολογικό πανεπιστήμιο της Δανίας. «Έχουμε την ευκαιρία να συμβάλουμε στην επίτευξη ενός διαδικτύου που αφήνει μικρότερο κλιματικό αποτύπωμα».
Μια θεωρητική μελέτη διεξήχθη επίσης από την ομάδα, η οποία πρότεινε ότι αυτό το καινούργιο τσιπ που χρησιμοποιήθηκε, θα μπορούσε να βελτιωθεί ώστε να μεταδίδει έως και 100 petabit δεδομένων ανά δευτερόλεπτο.
Θα χρειαστεί περαιτέρω ανάπτυξη της τεχνολογίας προτού το τσιπ μπορεί να χρησιμοποιηθεί με πρακτικό τρόπο. Ωστόσο, οι επιστήμονες πίσω από τη μελέτη ελπίζουν ότι η έρευνά τους θα επηρεάσει σημαντικά τον τρόπο σχεδιασμού των μελλοντικών συστημάτων επικοινωνιών τις επόμενες δεκαετίες, οπότε η χρήση δεδομένων αναμένεται να αυξηθεί με δραματικό ρυθμό.
Θέλοντας να τεστάρω τις δυνατότητες και τα όρια του εργαλείου, άρχισα να ζητάω συμβουλές θεωρώντας μάλλον απίθανο (και ηθικά απωθητικό) το να το χρησιμοποιήσω. Μέσα σε μισή ώρα είχα αγοράσει μηνιαία συνδρομή.
17°
