Волоконно оптические. Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС): технология, компоненты и преимущества

Что такое волоконно-оптические линии связи. Как устроена технология ВОЛС. Какие компоненты входят в состав ВОЛС. Какие преимущества дает использование оптоволокна. Почему ВОЛС считается перспективной технологией связи.

Что такое волоконно-оптические линии связи (ВОЛС)

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) представляют собой современную технологию передачи данных, в которой информация передается по оптическим волокнам в виде световых импульсов. В основе ВОЛС лежит использование оптоволоконного кабеля, состоящего из тонких нитей прозрачного материала (стекла или пластика).

Как работает передача данных по ВОЛС? Информация кодируется в виде световых импульсов, которые проходят по сердцевине оптоволокна, многократно отражаясь от оболочки. Благодаря этому свет может распространяться на большие расстояния практически без потерь энергии. На приемном конце оптические сигналы преобразуются обратно в электрические.

Основные компоненты волоконно-оптических линий связи

В состав ВОЛС входят следующие ключевые компоненты:

• Оптоволоконный кабель — основной элемент, по которому передается световой сигнал
• Передатчик (лазер или светодиод) — преобразует электрический сигнал в оптический
• Приемник — преобразует оптический сигнал обратно в электрический
• Оптические разъемы и соединители — для подключения волокон
• Усилители — для усиления сигнала на длинных линиях
• Мультиплексоры/демультиплексоры — для объединения/разделения нескольких каналов

Отдельно выделяют пассивные компоненты (не требующие питания) — это сам кабель, разъемы, патч-корды, муфты и т.д. К активным относятся передатчики, приемники, усилители и другие устройства, потребляющие энергию.

Преимущества волоконно-оптических линий связи

ВОЛС обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с традиционными медными кабелями:

• Высокая пропускная способность и скорость передачи данных
• Малое затухание сигнала, возможность передачи на большие расстояния
• Нечувствительность к электромагнитным помехам
• Высокая помехозащищенность и защита от несанкционированного доступа
• Малый вес и габариты кабеля
• Долговечность (срок службы более 25 лет)
• Экологическая безопасность

Благодаря этим достоинствам оптоволоконные линии связи активно вытесняют медные кабели во многих сферах применения.

Типы оптических волокон в ВОЛС

В волоконно-оптических линиях связи используются два основных типа оптических волокон:

Одномодовое волокно

Имеет малый диаметр сердцевины (8-10 мкм) и предназначено для передачи одной моды излучения. Обеспечивает передачу сигнала на большие расстояния с минимальными потерями.

Многомодовое волокно

Имеет больший диаметр сердцевины (50-62,5 мкм) и позволяет распространяться нескольким модам излучения одновременно. Используется на коротких дистанциях из-за большей дисперсии.

Какой тип выбрать? Одномодовое волокно обеспечивает лучшие характеристики передачи, но требует более дорогих источников излучения. Многомодовое дешевле, но имеет ограничения по дальности.

Области применения волоконно-оптических линий связи

ВОЛС нашли широкое применение во многих сферах телекоммуникаций и передачи данных:

• Магистральные и локальные сети связи
• Кабельное телевидение
• Корпоративные сети передачи данных
• Системы видеонаблюдения
• Центры обработки данных
• Промышленные системы управления
• Бортовые системы связи

Особенно эффективно использование ВОЛС там, где требуется высокая скорость передачи данных на большие расстояния.

Рекордные скорости передачи данных по оптоволокну

Технологии волоконно-оптической связи продолжают стремительно развиваться. Какие рекордные скорости передачи данных уже достигнуты?

• 1,8 петабит в секунду — достигнуто при передаче между лазером и оптическим чипом
• До 100 петабит в секунду — теоретически возможно по расчетам ученых
• 1 петабит = 1 миллион гигабит

Для сравнения, средняя скорость домашнего интернета в США составляет всего 167 мегабит в секунду. Таким образом, потенциал увеличения скорости передачи данных по оптоволокну просто огромен.

Перспективы развития волоконно-оптических линий связи

Волоконно-оптические технологии продолжают активно развиваться. Какие тенденции ожидаются в будущем?

• Дальнейшее увеличение пропускной способности ВОЛС
• Снижение стоимости компонентов и оборудования
• Расширение сфер применения оптоволоконных сетей
• Интеграция оптических и электронных компонентов
• Развитие технологий квантовой криптографии на основе ВОЛС

Эксперты считают, что оптоволокно станет основой телекоммуникационной инфраструктуры будущего, обеспечивая сверхвысокие скорости передачи данных.

Заключение: почему за ВОЛС будущее?

Волоконно-оптические линии связи обладают рядом неоспоримых преимуществ по сравнению с традиционными технологиями:

• Огромная пропускная способность
• Минимальные потери при передаче
• Невосприимчивость к помехам
• Информационная безопасность
• Экологичность и энергоэффективность

Благодаря этим достоинствам ВОЛС уже сейчас активно вытесняют медные кабели во многих сферах. В будущем роль оптоволоконных технологий будет только возрастать по мере увеличения объемов передаваемых данных. Волоконная оптика станет основой для развития сверхскоростных сетей связи нового поколения.

Волоконно-оптические линии связи

 Назад

• Главная
• Электротехнические изделия (Под заказ)
• Волоконно-оптические линии связи

НовизнеПопулярностиРейтингу

Сортировать по:

НовизнеПопулярностиРейтингу

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) — вид связи, при котором передача данных осуществляется посредством оптического волокна. Оно представляет собой тонкие нити, выполненные из прозрачного материала (стекла или пластика). По ним можно передать информацию с высокой скоростью на длинные расстояния за счёт преломления света.

Оптическое волокно включает в себя сердцевину, которую изготавливают из оптически прозрачного материала, и внешнюю оболочку, имеющую отличный от сердцевины показатель преломления. За счёт этого свет многократно отражается от оболочки к сердцевине, что позволяет свету без потери энергии распространяться на большие дистанции. Информация кодируется в электрический сигнал, который через передатчик преобразовывается в световой пучок. После прохождения по оптическому волокну пучок снова превращается сначала в электрический сигнал с помощью специального приёмника, а потом этот сигнал преобразуется в цифровой.

Несколько оптических волокон с различными укрепляющими элементами объединяют в волоконно-оптический кабель, покрытый, в свою очередь, оболочкой, защищающей от внешнего воздействия. Кроме такого кабеля, являющегося связующим пассивным элементом волоконно-оптической системы связи, существуют также активные элементы, предназначенные для преобразования, усиления и защиты сигнала.

Достоинства

Волоконно-оптическая система связи активно вытесняет обычные медные кабели. И неспроста, ведь она имеет множество преимуществ.

• Небольшая цена. Волоконно-оптический кабель более чем в два раза дешевле медного аналога.
• Большая пропускная способность. Позволяет добиться высокой скорости передачи сигнала.
• Малое затухание сигнала. Позволяет проводить сигнал на большие расстояния.
• Малые размеры и вес. При одинаковой пропускной способности намного легче и компактнее обычных кабелей.
• Стойкость к любым помехам и отсутствие каких-либо излучений. Обеспечивает высокое качество сигнала и информационную безопасность.
• Оптоволокно не проводит электричество. Это снижает пожароопасность таких кабелей, благодаря чему волоконно-оптические линии связи могут быть использованы даже на предприятиях с высоким уровнем опасности.
• Высокая прочность и устойчивость к низким и высоким температурам. Позволяет использовать оптоволоконные кабели практически в любой среде, даже под водой, и продлевает их срок службы.

Использование

На сегодняшний момент волоконно-оптические линии связи являются самым лучшим способом связи и передачи данных. Основная область применения — телекоммуникационные сети. Волоконно-оптические линии связи применяют для передачи сигналов кабельного телевидения, для обеспечения услуг телефонной связи и доступа к интернету. Также их используют для сопряжения центров обработки данных, в вычислительных сетях, в автоматизированных системах и системах жизнеобеспечения. Кроме того, для систем видеонаблюдения.

При создании структурированной кабельной системы (локальная сеть) тоже используются волоконно-оптические линии связи. Такие системы монтируются для объединения разных зданий или одного большого здания. Волоконно-оптические линии связи применяются и в качестве магистральных и трансокеанских линий связи.

Элементы волоконно-оптических линий связи

Пассивные

• Волоконно-оптический кабель. Является основным связующим элементом волоконно-оптических линий связи.
• Муфта. Устройство, которое соединяет оптические кабели.
• Кросс. Устройство для разъёмного подключения оптического кабеля и оптических шнуров. Осуществляется при помощи оптических розеток.
• Пигтейл (монтажный шнур). Кабель, на одном конце которого коннектор (разъём).
• Патч-корд (коммутационный шнур). Кабель с разъёмами на концах. Может быть соединительным (разъёмы одинаковые) или переходным (разные разъёмы). Может быть не длиннее 5 м.

Активные

• Модулятор. Устройство, преобразовывающее электрический сигнал в оптический.
• Регенератор. Восстанавливает форму светового импульса после его прохождения по волоконно-оптическому кабелю.
• Лазер. Источник оптического излучения. В некоторых системах может выполнять функции модулятора.
• Усилитель. Устройство, усиливающее сигнал. Используется при передаче сигнала на длинное расстояние.
• Мультиплексор и демультиплексор. Устройства, объединяющие и разделяющие информационные каналы при передаче разных сигналов одновременно.
• Фотоприёмник. Устройство, преобразовывающее оптический сигнал в электрический.

Волоконно-оптические линии связи — преимущества и недостатки

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) и компоненты

Рубрики статей

• Все
• Новости и новинки
• Новости компании
• Обзоры продукции

Отредактировано: 05.

08.2019

Обновлено: 13.11.2020

Волоконно-оптическая линия связи — тип передачи данных, где данные сообщаются по волокнам, так же называемым волоконно-оптический кабель. 

ВОЛС — это сеть данных, объединяющая информативные участки оптической линией. Она необходима для создания сетей, объединяющих высотные здания, объекты большой длинны или разбросанных на одной большой территории постройки. Оптическое волокно на данный момент самый лучший материал для передачи огромных потоков информации на большие расстояния. Делают его из кремнезема, который в отличии от меди и других материалов, используемых в проводах, является не дорогим и надежным материалом. Благодаря чему оно является легким и долговечным, в среднем его ресурс до 25 лет. На этапе проектирования волоконно-оптических линий связи требуются безотказные электроные компоненты, конвертирующие электрические импульсы в свет и наоборот. По этой причине для создания подобных линий требуется дорогостоящие компоненты.

 

 

Компоненты ВОЛС

Компоненты ВОЛС  или его оборудование это перечень различных устройств и оборудования для создания волоконно-оптической сети. Правильный их подбор и монтаж, являются залогом производительности и безопасности сети.

Компоненты сети делятся на два вида:

1. Активное оборудование
2. Пассивное оборудование

 

К активному оборудованию относится оборудование потребляющее электроэнергию, это маршрутизаторы, коммутаторы, модуляторы и т.д.  

Пассивные компоненты ВОЛС это компоненты не требующие электричества, такие как шнуры, оптические адаптеры, патч-корды, кросс оптический и шкафы.

Одной из самых важных частей любой ВОЛС является оптоволоконный кабель, а точнее оптическое волокно, из которого он состоит. Такие волокна бывают двух видов, одномодовые и многомодовые, отличающиеся тем, как в них распространяется излучение. Структура у них одинаковая, они состоят из сердцевины и оболочки, у которых отличаются показатели преломления.

Отличие состоит в том, что в волокне с одной модой диаметр сердцевины 8-10 мкм, а в многомодовом 50-60 мкм. Соответственно в первом случае проходит только один луч, а во втором несколько.
Также оптоволокно оцениваются по затуханию и дисперсии. Затухание определяет потери на поглощение и рассеивание излучения в оптическом волокне. А дисперсия, это временной разброс спектральной и модовой составляющих оптического сигнала.
Тут преимущество имеют одномодовые оптические волокна, но надо учитывать, что такие источники излучения в несколько раз дороже. Кроме того, в такое волокно труднее ввести излучение и срастить с небольшими потерями.

Преимущества и недостатки ВОЛС

К достоинствам волоконно-оптических сете относятся:

• Оптоволокно производится на основе кремнезема, в отличии от металлов, используемых в других видах проводов, он широко распространен, а значит дешев.
• Диаметр таких волокон составляет около 100 микрон, что обеспечивает небольшой вес, и соответственно меньшие нагрузки на линии связи.
• Оптоволоконные кабели не содержат металла, а значит могут монтироваться на имеющихся линиях электропередачи, что позволяет значительно удешевить прокладку.
• Система, где применяются оптические волокна не подвержена влиянию электромагнитных помех, к тому же к информации, идущей по такой сети трудно получить доступ.
• Оптоволоконные линии связи долговечны, срок службы волоконно-оптической линии превышает 25 лет.

Волоконная технология имеет некоторые недостатки:

• При создании оптической сети нужны высококачественные активные элементы, которые переводят световые сигналы в электрические и обратно. Также требуются специальные соединители с небольшими потерями и высокими эксплуатационными характеристиками. Точность изготовления оптических элементов должна быть очень высокой, что означает высокую себестоимость оборудования.
• Для прокладки кабеля необходимо дорогое технологическое оборудование.
• При обрыве или повреждении оптического кабеля, стоимость восстановления выше, чем при использовании металлических кабелей.

Преимущества внедрения волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) все же перевешивают недостатки, поэтому этот вид передачи данных пользуется все большей популярностью.

Если стоит выбор, где купить оптоволоконные компоненты, выбирайте надёжного поставщика. Компания «АнЛан» занимает лидирующие позиции на рынке РФ с 2007 года. Разумная цена и европейское качество — то, что отличает продукцию компании от других организаций.

Копирование контента с сайта Anlan.ru возможно только при указании ссылки на источник.
© Все права защищены.

---

Рекомендуемые статьи

Стандарты структурированных кабельных сетей

30

April

2021

Как правило, в структурированных кабельных системах (СКС) чаще всего используются три международных стандарта. Это TIA 568, ISO 11801 и EN 50173. Чем же они отличаются?

Открыть

Инструменты для обжима кабеля

21

September

2015

Краткое содержание:

1. Разновидности инструментов
2. Можно ли без инструментов выполнить работы?

В статье вы узнаете про обжимные инструменты и их разновидности.

Открыть

Оптоволоконное оборудование

10

November

2015

Краткое содержание:

1. Использование оптических патч-кордов и пигтейлов
2. Сферы применения оптического оборудования

В статье вы узнаете об использовании пигтейлов и патч-кордов, а также о сферах где применяется оптическое оборудование.

Открыть

Что такое УЗО в электрике и для чего оно нужно?

22

July

2022

Наверное, каждый испытал на себе, как ощущается удар током на собственном теле.  Уже давно начали устанавливаться так называемые выключатели дифференциального тока, чтобы нам не приходилось случайно сталкиваться с этими опасно высокими токами в нашей домашней электросети в повседневной жизни. Но что такое УЗО?

Открыть

Типы электрических вилок и разъемов

03

September

2021

Провода и кабели — это часть нашей жизни. На рынке доступно множество вариантов таких шнуров. Они помогают поддерживать связь между нашими устройствами и подключать нас к Интернету.

Открыть

Диаметр и сечение жилы кабеля витая пара UTP 5e

03

February

2020

На сегодняшний день, почти немыслимо вообразить себе проект в IT сфере, в каком бы месте не использовалась витая пара категорий 5е. Витая пара представляет собой часть информационной системы и предназначается для подключения электрооборудования и устройств друг к другу. 

Открыть

Соседи объединяются, чтобы разрушить интернет-олигополию в Силиконовой долине

Группа жителей Лос-Альтос-Хиллз противостоит интернет-гигантам Comcast и AT&T.

Богатые технологиями, но бедные Интернетом, жители района Силиконовой долины были сыты по горло медленной скоростью широкополосного доступа менее 25 мегабит в секунду (Мбит/с) для скачивания и 3 Мбит/с для загрузки — федеральное определение дома, не обслуживаемого адекватным Интернет.

Разочарованные нерешительным отношением интернет-провайдеров, они создали собственное решение, и теперь в этом красивом анклаве одна из самых высоких скоростей в стране.

Скотт Вандерлип, инженер-программист, сказал, что Comcast дал ему смету в 17 000 долларов на подключение его дома к более быстрому интернет-сервису в доме соседа.

«Вы, должно быть, шутите — я вижу это на столбе с моей дороги», — сказал Вандерлип, вспоминая свою реакцию на цитату Comcast.

Итак, самопровозглашенный «городской бунтарь» ухватился за возможность стать партнером начинающего интернет-провайдера под названием Next Level Networks. Если Вандерлип сможет сплотить нескольких соседей, готовых вложить пару тысяч долларов, Next Level предоставит им очень быстрый интернет.

Радиомачта соединяет дома, расположенные более чем в миле, с оптоволоконным кабелем, расположенным в доме Скотта Вандерлипа. Резервный аккумулятор и шкаф электроники для радиомачты расположены под фамильным домиком на дереве Вандерлипа справа. (Дай Сугано/Bay Area News Group)

Это было в 2017 году. Сейчас Вандерлип является президентом Ассоциации волокна сообщества Лос-Альтос-Хиллз, которая обеспечивает сверхвысокие скорости — до 10 гигабит в секунду для загрузки и выгрузки — для своих По словам Вандерлипа, более 40 членов ассоциации позволяют передавать огромные файлы и загружать веб-страницы одним щелчком мыши. Это в 125 раз быстрее, чем средняя скорость загрузки в округе Санта-Клара.

Статус-кво широкополосной связи — одновременная передача больших объемов данных из одного места в другое — использует телефонные провода или медные коаксиальные кабели, принадлежащие крупным компаниям, таким как Comcast, Spectrum и AT&T.

По данным Ассоциации оптоволоконной широкополосной связи, этот медный интернет — это все, что доступно почти 60% домов в Соединенных Штатах. По данным опросов Pew, в 2021 году четверо из десяти взрослых, зарабатывающих менее 30 000 долларов в год, не имели дома широкополосного доступа в Интернет. А у многих американцев вообще нет интернета.

«Мы не можем продолжать умолять Comcasts и AT&T по всему миру построить сеть, которая гарантирует, что у каждого в нашем сообществе есть (интернет), надежный и доступный», — сказал Шон Гонсалвес, который работает над общественными широкополосными сетями в Институт местного самоуправления.

Эксперты говорят, что сверхбыстрые оптоволоконные кабели — это будущее широкополосной связи. Вместо электричества маленькие лучи света отражаются от сердцевины стеклянных или пластиковых волоконно-оптических кабелей, толщина каждого из которых равна стопке двух листов бумаги для принтера.

Поскольку оптоволоконный интернет передает данные с помощью света, пропускная способность оптоволоконного интернета практически безгранична, сказал Гонсалвес, а его инфраструктура дешевле в обслуживании, чем медные кабели. Самое главное, оптоволокно обеспечивает одинаковую скорость интернета при загрузке и выгрузке данных, а это означает, что ваша видеоконференция Zoom будет такой же быстрой, как потоковое воспроизведение фильма на Netflix.

Скотт Вандерлип, президент Ассоциации оптоволокна сообщества Лос-Альтос-Хиллз, демонстрирует оптоволоконные кабели 27 октября 2022 г. (Дай Сугано/Bay Area News Group)

Крупные игроки не собираются отставать. Согласно заявлению, в сентябре Comcast объявила об успешных испытаниях последней части технологии, необходимой для развертывания скоростей в несколько Гбит/с в существующих кабельных сетях для своих клиентов в ближайшие пару лет.

Многие города размышляют над идеей строительства волоконно-оптической инфраструктуры. Вандерлип и основатель Next Level Даррелл Джентри впервые обсудили перспективы пилотной программы на улице Вандерлипа, когда они встретились в городском комитете по этому вопросу в 2017 году. Комитет был распущен, но партнерство стартапов продолжалось.

В Лос-Альтос-Хиллз были необходимые ингредиенты: нетерпеливые, технически подкованные жители с медленным интернетом и большими деньгами, чтобы инвестировать в свои дома. Дом Вандерлипа также оказался рядом с местной школой с запасным оптоволоконным подключением к Интернету.

Компания Джентри занималась закупками инфраструктуры, контрактами, логистикой и розничной торговлей — по сути, предоставляя жильцам оптоволоконный интернет-сервис «под ключ», — в то время как Вандерлип и двое его соседей, которые присоединились с инвестициями в размере 5000 долларов каждый, купили оптоволоконную инфраструктуру, используя краудсорсинг. новых участников и наметили первоначальный оптоволоконный маршрут к их домам.

В настоящее время принадлежащие сообществу оптоволоконные кабели протянулись на более чем пять миль Лос-Альтос-Хиллз, и еще две мили находятся в стадии строительства.

Рабочие на раскопках с ограниченным доступом Крис Френетт (слева) и Кейси Мансен работают в районе Лос-Альтос-Хиллз перед прокладкой оптоволоконных кабелей под землей 27 октября 2022 года. (Дай Сугано/Bay Area News Group) 

Их интернет-ветры из центра обработки данных в Санта-Кларе, по волоконно-оптическим кабелям средней мили, привязанным к телефонным столбам, к коммунальному шкафу за домом Вандерлипа. Оттуда волокна перемещаются внутри оранжевых пластиковых труб, закопанных под дорогами землеройными бригадами, нанятыми Next Level. После переплетения между газовыми трубами и канализационными линиями отдельные кабели направляются к дому члена общины. Домашние соединения различаются в зависимости от расстояния и стоимости строительства — самое дорогое в Лос-Альтос-Хиллз стоило 12 000 долларов. Но другие клиенты Next Level в более густонаселенных районах подключаются дешевле — около 2500 долларов.

Несмотря на техническое образование многих членов ассоциации Los Altos Hills, Джентри утверждает, что важно иметь партнера с ноу-хау в области инфраструктуры, необходимого для создания интернет-сервиса. Но некоторым сообществам удалось создать интернет-сервис с нуля без участия частной компании, сказал Гонсалвес. Город Чаттануга, штат Теннесси, например, еще в 2010 году предложил жителям оптоволоконный интернет со скоростью 1 Гбит/с. . Например, клиенты Next Level могут выбрать скорость интернета от 1 до 10 Гбит/с. При желании резиденты могут попытаться перейти к региональному провайдеру, такому как Sonic, по окончании контракта, хотя большинство провайдеров предпочитают работать с принадлежащей им инфраструктурой широкополосного доступа.

Но это может измениться, когда станет доступно 42 миллиарда долларов федерального финансирования, выделенного на инфраструктуру широкополосной связи в соответствии с Законом об инвестициях в инфраструктуру и рабочих местах. Губернатор Гэвин Ньюсом также одобрил план стоимостью 3 миллиарда долларов по строительству сети средней мили в масштабе штата протяженностью 10 000 миль.

Тем временем соседи Лос-Альтос-Хиллз пытаются снизить свои ежемесячные расходы в размере 155 долларов за счет набора новых членов. И у Вандерлипа есть тактика, называемая хвастовством.

«Вы можете пойти на свою следующую шикарную вечеринку в Силиконовой долине и упомянуть, что у вас есть услуга 10 (Гбит/с)», — сказал он. «Вряд ли кто-то в мире предлагает 10 гиг. Мы являемся одним из самых быстрых провайдеров широкополосного доступа в домашних условиях в мире».

Один лазер передал интернет-трафик на одну секунду в рекордно короткие сроки : ScienceAlert

(Кинни/iStock/Getty Images Plus)

Ученые продолжают изучать записи о передаче данных, при этом самая быстрая передача информации между лазером и системой с одним оптическим чипом теперь установлена ​​на уровне 1,8 петабит в секунду. Это намного превышает объем трафика, проходящего через весь Интернет каждую секунду.

Вот еще одно сравнение: средняя скорость широкополосного скачивания в США составляет 167 мегабит в секунду. Вам нужно 1000 мегабит, чтобы получить гигабит, а затем 1 миллион гигабит, чтобы получить 1 петабит.

Как бы вы это ни представляли, 1,8 петабита — это серьезный объем данных для передачи за секунду.

Система передачи данных с наддувом построена на оптическом чипе специальной конструкции, который использует свет от одного инфракрасного лазера и разделяет его на сотни частот. Частоты изолированы друг от друга на фиксированном расстоянии, как зубья в гребенке — отсюда и название этой установки — частотная гребенка.

Каждый «зубец» на частотной гребенке может посылать свой собственный пакет данных, благодаря чему достигаются огромные скорости передачи. Используя более традиционные средства, потребуется около тысячи лазеров, чтобы нести такое же количество единиц и нулей.

«Особенность этого чипа в том, что он создает гребенку частот с идеальными характеристиками для оптоволоконной связи», — говорит наноученый Виктор Торрес из Технологического университета Чалмерса в Швеции.

«Он обладает высокой оптической силой и охватывает широкую полосу пропускания в пределах спектральной области, которая представляет интерес для передовой оптической связи.»

Для достижения этой цели исследователи разделили оптоволоконный кабель на 37 отдельных основных секций, а затем каждая секция была разделена на 223 различных частотных сегмента — зубья на гребенке. Параллельная отправка такого большого количества данных имела решающее значение для достижения рекордной скорости.

Сами фактические данные были закодированы в световые сигналы с использованием процесса, называемого модуляцией, который регулирует высоту, силу, ритм и направление световых волн для хранения единиц и нулей, составляющих цифровые данные.

Пока это просто проверка концепции, не в последнюю очередь потому, что компьютеры не способны генерировать или получать столько данных одновременно. В случае этого исследования использовались искусственные «фиктивные» данные, чтобы убедиться, что система работает должным образом.

Более того, в чип должны быть встроены дополнительные компоненты, включая устройства кодирования данных. Как только это будет сделано, исследователи говорят, что получившаяся система будет намного быстрее и потреблять меньше энергии, чем то, что мы имеем сейчас.

«Наше решение дает возможность заменить сотни тысяч лазеров, расположенных в интернет-узлах и центрах обработки данных, которые потребляют энергию и выделяют тепло», — говорит инженер-электрик Лейф Катсуо Оксенлеве из Технического университета Дании.

«У нас есть возможность внести свой вклад в создание Интернета, который будет меньше воздействовать на климат».

Благодаря использованию вычислительной модели исследователи также смогли определить, что существует значительный потенциал для масштабирования системы — в будущем возможны еще более высокие скорости передачи данных.

Путем дальнейшего разделения световых частот и дальнейшего усиления производимых сигналов возможна скорость до 100 петабит в секунду, как показывают модели. Все это можно сделать без потери достоверности данных.

Выход на этот уровень будет зависеть от улучшений в других областях вычислительной техники и интернет-инфраструктуры, но базовые технологии — лазеры, оптическое волокно — не слишком далеки от того, что мы уже используем.

«Чем больше компонентов мы сможем интегрировать в чип, тем эффективнее будет весь передатчик», — говорит Катсуо Оксенлеве. «Это будет чрезвычайно эффективный оптический передатчик сигналов данных».