Boom: il singolo chip può trasmettere il doppio della velocità di trasmissione dell'intera Internet

Un gruppo internazionale di ricercatori della Technical University of Denmark (DTU) e della Chalmers University of Technology di Göteborg, in Svezia, ha raggiunto velocità di trasmissione dati vertiginose e sono i primi al mondo a trasmettere più di 1 petabit al secondo (Pbit/s) utilizzando solo un singolo laser e un singolo chip ottico.

1 petabit corrisponde a 1 milione di gigabit.

Nell'esperimento, i ricercatori sono riusciti a trasmettere 1.8 Pbit/s, che corrisponde al doppio del traffico Internet globale totale. E trasportato solo dalla luce di una sorgente ottica. La sorgente luminosa è un chip ottico progettato su misura, che può utilizzare la luce di un singolo laser a infrarossi per creare uno spettro arcobaleno di molti colori, cioè molte frequenze. Pertanto, l'unica frequenza (colore) di un singolo laser può essere moltiplicata in centinaia di frequenze (colori) in un singolo chip.

Tutti i colori sono fissati a una distanza di frequenza specifica l'uno dall'altro, proprio come i denti di un pettine, motivo per cui viene chiamato pettine di frequenza. Ciascun colore (o frequenza) può quindi essere isolato e utilizzato per stampare i dati. Le frequenze possono quindi essere riassemblate e inviate su una fibra ottica, trasmettendo così i dati. Anche un enorme volume di dati, come hanno scoperto i ricercatori.

Un singolo laser può sostituirne migliaia

La dimostrazione sperimentale ha mostrato che un singolo chip potrebbe facilmente trasportare 1.8 Pbit/s, che, con apparecchiature commerciali all'avanguardia contemporanee, richiederebbero altrimenti più di 1,000 laser.

Victor Torres Company, professore alla Chalmers University of Technology, è a capo del gruppo di ricerca che ha sviluppato e prodotto il chip.

"La particolarità di questo chip è che produce un pettine di frequenza con caratteristiche ideali per le comunicazioni in fibra ottica: ha un'elevata potenza ottica e copre un'ampia larghezza di banda all'interno della regione spettrale che è interessante per le comunicazioni ottiche avanzate", afferma Victor Torres Company .

È interessante notare che il chip non è stato ottimizzato per questa particolare applicazione.

"In effetti, alcuni dei parametri caratteristici sono stati raggiunti per caso e non per progettazione", afferma Victor Torres Company. "Tuttavia, con gli sforzi del mio team, ora siamo in grado di decodificare il processo e ottenere micropettini ad alta riproducibilità per applicazioni target nelle telecomunicazioni".

Enorme potenziale di scalabilità

Inoltre, i ricercatori hanno creato un modello computazionale per esaminare teoricamente il potenziale fondamentale per la trasmissione dei dati con un singolo chip identico a quello utilizzato nell'esperimento. I calcoli hanno mostrato un enorme potenziale per aumentare la soluzione.

Il professor Leif Katsuo Oxenløwe, capo del Centro di eccellenza per la fotonica del silicio per le comunicazioni ottiche (SPOC) presso il DTU, afferma:

“I nostri calcoli mostrano che, con il singolo chip prodotto dalla Chalmers University of Technology e un singolo laser, saremo in grado di trasmettere fino a 100 Pbit/s. La ragione di ciò è che la nostra soluzione è scalabile, sia in termini di creazione di molte frequenze sia in termini di divisione del pettine di frequenza in molte copie spaziali e quindi di amplificazione ottica, sia di utilizzo come sorgenti parallele con cui possiamo trasmettere dati. Sebbene le copie del pettine debbano essere amplificate, non perdiamo le qualità del pettine, che utilizziamo per una trasmissione dei dati spettralmente efficiente".

Riduce il consumo energetico di Internet

La soluzione dei ricercatori fa ben sperare per il futuro consumo energetico di Internet.

“In altre parole, la nostra soluzione offre il potenziale per sostituire centinaia di migliaia di laser situati negli hub Internet e nei data center, che consumano tutti energia e generano calore. Abbiamo l'opportunità di contribuire al raggiungimento di un Internet che lasci un'impronta climatica più ridotta", afferma Leif Katsuo Oxenløwe.

Anche se i ricercatori hanno infranto la barriera petabit per una singola sorgente laser e un singolo chip nella loro dimostrazione, c'è ancora del lavoro di sviluppo prima che la soluzione possa essere implementata nei nostri attuali sistemi di comunicazione, secondo Leif Katsuo Oxenløwe.

“In tutto il mondo si sta lavorando per integrare la sorgente laser nel chip ottico e stiamo lavorando anche su quello. Più componenti possiamo integrare nel chip, più efficiente sarà l'intero trasmettitore. Vale a dire laser, chip per la creazione di pettini, modulatori di dati e qualsiasi elemento dell'amplificatore. Sarà un trasmettitore ottico di segnali di dati estremamente efficiente", afferma Leif Katsuo Oxenløwe.

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