Ноябрь 2024

Поставлен новый рекорд скорости передачи данных с использованием лазера - 26 терабит в секунду

При такой скорости вся Библиотека конгресса США может быть передана по волоконно-оптическому кабелю за 10 секунд. Это стало возможным благодаря использованию алгоритма, использующего быстрое преобразование Фурье (FFT), который позволяет декодировать более 300 отдельных участков светового спектра в лазерном пучке, каждый из которых несет свою информацию. Результаты этого эксперимента опубликованы в научном журнале Nature Photonics, сообщает BBC.

Погоня за все более высокими скоростями передачи данных в телекоммуникациях и оптоинформатики привела к значительным успехам в последние годы. На ранних этапах развития этих дисциплин с использованием волоконной оптики информация кодировалась путем модуляции светового луча определенной частоты. Однако в последнее время используется все более сложные методы кодирования и модуляции лазерного излучения. Среди них - кодированное ортогональное частотное мультиплексирование, в рамках которого несколько лазеров кодируют различные пакеты данных в разных участках светового спектра, и эти пакеты посылаются по оптическому кабелю одновременно. На приемном конце кабеля лазерный осциллятор или генератор декодирует эти сигналы и трансформирует их в обычный формат, используемый при передаче данных.

Хотя при использовании таких схем скорость передачи данных ограничена только числом лазеров, использование их обходится недешево, как указывает профессор Вольфганг Фройде, соавтор публикации сотрудников Института технологий Карлсруэ в Германии. «Уже проведены эксперименты по передаче данных со скоростью 100 терабит в секунду», - рассказывает ученый. «Проблема в том, что при этом использовался не один лазер, а около 370, что обходится очень дорого. Только представьте себе такую установку - все эти лазеры установлены в большом зале, а на их энергоснабжение требуются десятки киловатт электроэнергии», - отмечает он.

Однако Фройде и его коллегам удалось достичь близких к этому скоростей передачи данных с использование одного лазера, который генерирует очень короткие импульсы. В прошлом году профессор Фройде и его сотрудники впервые продемонстрировали свой метод кодирования лазерного излучения с использованием алгоритма FFT. Преобразование Фурье является известным математическим приемом, который при применении в оптоинформатике декодирует переданные по кабелю пакеты данных на основе различения времени прибытия различных его частей.

Вольфганг Фройде указывает, что этот метод может быть использован при передаче данных в микросхемах на основе кремния, что открывает новые возможности для практического использования в телекоммуникациях и при создании новых мощных компьютеров.