Главная » Новини » Новини галузі » нова технологія прискорить передачу даних

нова технологія прискорить передачу даних

Інженери «скрутили» світло в оптоволокні - нова технологія прискорить передачу даних в сто разів

У жовтні журнал «Nature Communications» опублікував наукову роботу інженерів з Австралії, в якій описана технологія передачі даних за допомогою «скрученого в спіраль» світла.

У чому суть новинки?

Сучасні волоконно-оптичні лінії зв'язку (ВОЛЗ) використовують технологію спектрального ущільнення каналів для збільшення пропускної здатності. У русі світло відбивається від стінок волокна, тому можна сказати, що інформація передається ніби в двовимірному просторі.

Щоб вирішити цю проблему, команда інженерів з технологічного університету в Мельбурні - RMIT - під керівництвом професора Мін Гу (Min Gu) запропонувала використовувати невидимі людському оку спектри і «закрутити» світло в спіраль. Це дозволило кодувати дані, використовуючи спін фотона.

Відзначимо, що лазери, здатні генерувати подібні світлові промені, розробили ще в 1992 році. Але команді професора Мін Гу першою вдалося створити наноелектронний детектор невеликого розміру, який може вловлювати «закручене» світло і перетворювати його в бінарні дані для обробки класичними комп'ютерними системами.

Як це працює?

Рішення інженерів з Австралії базується на комплементарній структурі метал-оксид-напівпровідник (КМОП). Пристрій вловлює стан орбітального кутового моменту світлових хвиль за допомогою плівки з телуриду сурми (Sb2Te3) завтовшки в сто нанометрів.

Вона використовується для генерації так званих поверхневих квант-поляритонів - колективних збуджень, що виникають внаслідок взаємодії фотонів і коливань електронів. Плазмони визначають оптичні властивості металів. Якщо світло нижче частоти плазмонів, то матеріал буде відбивати світло, в іншому випадку екранування не відбудеться. Ця особливість дозволяє квант-поляритону кодувати дані і виступати в ролі носіїв інформації.

Телурид сурми має високі показники плазмонів частоти, що дозволяє зчитувати спін фотона навіть при рівні перехресних перешкод (що викликаються впливом оптоволоконних ниток одна на одну) рівному -20 дБ.

Поки що нову технологію тестують в стінах університетської лабораторії. Але розробники відзначають, що на ринок вона може вийти вже в найближчі два роки. У RMIT сподіваються, що їх відкриття в майбутньому стане частиною квантового інтернету. Однак попередньо інженерам доведеться вирішити ряд завдань.

Спершу потрібно доопрацювати тестовий зразок і створити повнофункціональні прототипи пристрою. Потім важливо переконати виробників мережевого устаткування і інтернет-провайдерів впровадити нове рішення, щоб провести польові випробування. Тільки після цього з'явиться шанс на масове впровадження технології. Низька ціна і висока продуктивність допоможуть зробити детектор на базі телуриду сурми невід'ємною частиною оптоволокна нового покоління.

Альтернативні оптоволоконні технології

Компанія Corning, що виготовляє кварцові та оптичні волокна, використовує для виготовлення оптоволокон нове надпрозоре скло. Цей матеріал майже не поглинає світло, яке проходить по кабелю. За рахунок цього світлові промені можна передавати на великі відстані без ретрансляторів, на відміну від використання стандартних матеріалів.

Кабель Corning має два шари: жилу, передає світло, та її оболонку. Причому скло для жили роблять менш чистим в порівнянні зі склом для оболонки, щоб остання працювала як дзеркало - відображала світло і не пускала його назовні. Творці нового матеріалу сподіваються, що він стане світовим стандартом вже в найближчі роки.

Ще одна нова розробка - кабелі невеликого діаметру з ультрависокою щільністю оптичних волокон від компанії Fujikura. У таких кабелях волокна укладаються в спеціальну трубку з легкого і міцного матеріалу Wrapping Tube Cable, або WTC. Вона дозволяє «стягнути» і «упакувати» в півтора рази більше жил, ніж в звичайному оптоволокні.

Кілометровий WTC-кабель діаметром 11,7 мм важить всього 101 кг, що на 67% менше ваги класичної оптики. Автори проекту заявляють, що малі габарити розробки дозволяють скоротити витрати на зберігання і транспортування кабелю.

Технологія вже знайшла застосування в Нью-Йорку. Нові кабелі підключили до пристроїв, що роздають Wi-Fi в метро, щоб пасажири могли отримати доступ до високошвидкісної мережі. У планах у розробників - прокласти WTC-кабелі по всьому місту.

Перераховані оптоволоконні технології перебувають поки або на стадії тестування або раннього прототипу. Тому про масове їх впровадження мови поки не йде. Але вже найближчим часом можна очікувати, що деякі з них знайдуть застосування в мережевому обладнанні хмарних постачальників і інтернет-провайдерів.

 

Джерело: habr.com