Trasferimento dati record di 1,84 petabit/s ottenuto con chip fotonico e cavo in fibra ottica

Dec 06, 2023

Si dice che la larghezza di banda sia più che sufficiente per l'Internet di oggi.

Gli scienziati dell'Università Tecnica della Danimarca a Copenaghen hanno raggiunto trasferimenti di dati di 1,84 petabit al secondo utilizzando un singolo chip fotonico collegato tramite un singolo cavo in fibra ottica. L'impresa è stata compiuta su una distanza di 7,9 km (4,9 miglia). Per quanto riguarda questo risultato, in qualsiasi momento della giornata, si stima che la larghezza di banda Internet media utilizzata dall'intera popolazione mondiale sia di circa 1 petabit/s.

Con la quantità sempre crescente di dati spostati su Internet per lavoro, per piacere e per download o aggiornamenti di software, le aziende di infrastrutture sono sempre alla ricerca di nuovi modi per aumentare la larghezza di banda disponibile. I 1,84 petabit/s su un cavo ottico standard che utilizza una soluzione compatta a chip singolo saranno quindi molto interessanti.

La tecnologia dei chip fotonici è molto promettente per il trasferimento ottico dei dati, poiché sia ​​il processore che il mezzo di trasferimento funzionano con onde luminose. The New Scientist spiega in termini semplici come gli scienziati danesi, guidati da Asbjørn Arvad Jørgensen, siano riusciti a fornire tale larghezza di banda con le risorse a disposizione.

Innanzitutto, il flusso di dati utilizzato nella prova è stato suddiviso in 37 linee, ciascuna inviata a un diverso filo ottico nel cavo. Ciascuna delle 37 linee dati è stata suddivisa in 223 blocchi di dati corrispondenti alle zone dello spettro ottico. Ciò ha permesso di creare un "pettine di frequenza" in cui i dati venivano trasmessi in diversi colori contemporaneamente, senza interferire con altri flussi. In altre parole è stato creato un sistema di "trasmissione dati multiplexata in spazio e lunghezza d'onda massivamente parallela". Naturalmente, questa suddivisione e ri-suddivisione ha aumentato enormemente il potenziale throughput dei dati supportato da un cavo in fibra ottica.

Non è stato facile testare e verificare una larghezza di banda di 1,84 petabit/s, poiché nessun computer può inviare, o ricevere, e tanto meno archiviare, una quantità così enorme di dati. Il team di ricerca ha utilizzato dati fittizi su singoli canali per verificare quale sarebbe stata la capacità di larghezza di banda completa. Ogni canale è stato testato individualmente per garantire che i dati ricevuti corrispondessero a quelli trasmessi.

In azione, il chip fotonico divide un singolo laser in molte frequenze ed è necessaria una certa elaborazione per codificare i dati di luce per ciascuno dei 37 flussi di dati in fibra ottica. Secondo Jørgensen, dovrebbe essere possibile costruire un dispositivo di elaborazione ottica raffinato e pienamente capace, delle dimensioni approssimative di una scatola di fiammiferi. Si tratta di una dimensione simile agli attuali dispositivi di trasmissione laser monocolore utilizzati dall'industria delle telecomunicazioni.

È rassicurante il fatto che saremo in grado di mantenere la stessa infrastruttura di cavi in ​​fibra ottica, ma di sostituire codificatori/decodificatori di dati ottici delle dimensioni di una scatola di fiammiferi con dispositivi alimentati da chip fotonici di dimensioni simili, offrendo potenzialmente un effettivo aumento di 8.251 volte della larghezza di banda dei dati. I ricercatori affermano che il potenziale dimostrato nel loro lavoro è sufficiente per ispirare “un cambiamento nella progettazione dei futuri sistemi di comunicazione”.

Per ulteriori informazioni sui trasferimenti di dati record di 1,84 petabit/s è possibile controllare la trasmissione dei dati in petabit al secondo utilizzando una carta sorgente con risonatore ad anello a microcomb su scala di chip.

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Mark Tyson è uno scrittore di notizie freelance presso Tom's Hardware US. Gli piace coprire l'intera gamma della tecnologia PC; dalla progettazione aziendale e di semiconduttori ai prodotti che si avvicinano ai confini della ragione.

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