ثبت رکورد جدید از انتقال داده در اینترنت با لیزر
دانشمندان همچنان به رکورد زدن در انتقال داده ها ادامه می دهند و سریع ترین انتقال اطلاعات بین یک لیزر و یک سیستم تراشه نوری واحد در حال حاضر ۱.۸ پتابیت در ثانیه است. این بسیار بیشتر از میزان ترافیکی است که در هر ثانیه از کل اینترنت عبور می کند.
میانگین سرعت دانلود باند در ایالات متحده ۱۶۷ مگابیت بر ثانیه است. برای رسیدن به یک گیگابیت به ۱۰۰۰ مگابیت و سپس برای رسیدن به یک پتابیت به یک میلیون گیگابیت نیاز دارید. مهم نیست که چگونه آن را ارائه می کنید، ۱.۸ پتابیت مقدار فوق العاده داده ای برای انتقال در یک ثانیه است.
سیستم انتقال داده سوپرشارژ حول یک تراشه نوری با طراحی سفارشی ساخته شده است که از نور یک لیزر مادون قرمز استفاده کرده و آن را به صدها فرکانس تقسیم می کند. فرکانس‌ها در فواصل ثابتی از یکدیگر مانند دندان‌های یک شانه جدا می شوند، از این رو نام این تنظیم یک شانه فرکانس است.
به گفته کارشناسان، هر دندان روی یک شانه فرکانس می تواند داده‌های خود را ارسال کند، به این ترتیب نرخ های انتقال عظیمی به دست می آید. با استفاده از ابزارهای معمولی تر، حدود هزار لیزر برای حمل همان تعداد ۱ و ۰ مورد نیاز است.
ویکتور تورس (Victor Torres) دانشمند نانویی از دانشگاه فناوری چالمرز در سوئد می گوید: ویژگی این تراشه این است که یک شانه فرکانس با ویژگی های ایده آل برای ارتباطات فیبر نوری تولید می کند که قدرت نوری بالایی داشته و پهنای باند وسیعی را در منطقه طیفی پوشش می دهد که برای ارتباطات نوری پیشرفته جالب است.
برای دستیابی به این شاهکار، محققان کابل فیبر نوری را به ۳۷ بخش هسته مجزا تقسیم کردند و سپس هر بخش را به ۲۲۳ برش فرکانس مختلف تقسیم کردند. ارسال داده های بسیار زیاد به صورت موازی برای دستیابی به رکورد جدید بسیار مهم بود.
خود داده‌های واقعی با استفاده از فرآیندی به نام مدولاسیون در سیگنال های نوری کدگذاری می شوند که ارتفاع، قدرت، ریتم و جهت امواج نور را برای ذخیره‌سازی 1s و 0s که داده‌های دیجیتالی را تشکیل می دهند، تنظیم می کند.
در حال حاضر این فقط یک اثبات مفهوم است، به ویژه به این دلیل که رایانه ها قادر به تولید یا دریافت داده های زیادی در یک زمان نیستند. در مورد این بخش از تحقیق، از داده‌های مصنوعی ساختگی استفاده شد تا اطمینان حاصل شود که سیستم همانطور که در نظر گرفته شده است کار می کند.
علاوه بر این، اجزای اضافی از جمله دستگاه های رمزگذاری داده ها، باید در تراشه گنجانده شوند. به گفته محققان، هنگامی که این کار انجام شود، سیستم به دست آمده بسیار سریعتر و کمتر از آنچه که در حال حاضر داریم مصرف می کند.
لیف کاتسو اکسنلووه (Leif Katsuo Oxenløwe) مهندس برق از دانشگاه فنی دانمارک و یکی از محققان می گوید: راه حل ما پتانسیلی برای جایگزینی صدها هزار لیزر مستقر در هاب‌های اینترنتی و مراکز داده را فراهم می کند که همگی برق را در جریان انداخته و گرما تولید می کنند.
او در پایان افزود: مدل ها نشان می دهند که با تقسیم بیشتر فرکانس های نور و تقویت بیشتر سیگنال های تولید شده، نرخ‌هایی تا ۱۰۰ پتابیت در ثانیه امکان پذیر است و همه اینها را می توان بدون از دست دادن قابلیت اطمینان داده ها انجام داد. به گزارش سیناپرس، وی در خاتمه گفت: رسیدن به آن مرحله به پیشرفت در سایر زمینه های محاسباتی و زیرساخت‌های اینترنتی بستگی دارد، اما فناوری های زیربنایی شامل لیزرها و فیبر نوری خیلی دور از آنچه ما در حال حاضر استفاده می کنیم نیست.
شرح کامل این رکوردشکنی و پژوهش در آخرین شماره مجله تخصصی Nature Photonics منتشر شده است.