Телескоп времени ускорит Интернет в 27 раз
Телескоп времени" — устройство, созданное специалистами из университета Корнелла. Подробности сообщает сегодня сайт membrana.ru со ссылкой на материалы New Scientist и статье Technology Review.
В частности, сообщается, что повышение темпа пересылки данных по одному оптоволокну свыше нынешних "типовых" 10 гигабит в секунду наталкивается на ряд ограничений. Переход модуляторов и демодуляторов на более высокие частоты работы требует преодоления ряда технических трудностей, а кроме того — заметного повышения расхода энергии.
Теперь же исследователи продемонстрировали способ обхода этих ограничений. Он позволяет нарастить пропускную способность оптоволоконной линии до 270 гигабит в секунду без замены существующих "медленных" кодирующих и декодирующих устройств, а путём лишь дополнения их компактными чипами.
"Телескоп" состоит из так называемых линз времени (time lens), которые можно считать аналогами объектива и окуляра в обычном телескопе (или микроскопе). Но если обычная оптика отклоняет световые лучи, сводя их в своём фокусе в пятнышко, более компактное по размерам геометрическим, то новое устройство сжимает световой импульс не в пространстве, а во времени. Представляет собой эта "линза" крошечный кремниевый чип, в котором выгравирован волновод поперечником в считанные нанометры с точно выверенными формами и пропорциями.
В него подаётся серия световых импульсов, кодирующих двоичные нули и единицы. Одновременно в чип попадает свет от другого инфракрасного лазера. Взаимодействие этих двух лучей с атомами волновода приводит к интересному эффекту. Во фронте информационного пакета фотоны немного понижают свою частоту, а в хвосте — повышают.
Так как скорость распространения света в оптоволокне зависит от частоты, это приводит к сильному сжатию суммарного импульса. В фокусе такого устройства получается компактный пакет, в спектре которого содержится словно "фотографический отпечаток" исходного информационного пакета.
Аналогичная система устанавливается на другом конце оптоволоконного кабеля, перед обычным декодером. Но она работает зеркальным образом, то есть раздвигает сжатый световой импульс во времени, делая его читаемым существующей аппаратурой.
В ходе опыта учёные передали по оптическому каналу в короткой "вспышке" 24 бита. Длина данного пакета во времени оказалась в 27 раз меньшей, чем в обычной сети, — 92 пикосекунды вместо 2,5 наносекунды. И при этом ни один бит потерян не был. Это означает, что "Телескоп времени" позволяет транслировать по одному и тому же каналу за единицу времени в 27 раз больше информации.
Временные линзы, или линзы времени, составляющие "телескоп", отличаются низким расходом энергии. Однако прежде чем они доберутся до применения в Сети, авторам технологии нужно будет решить ряд вопросов, например – им предстоит нарастить допустимый размер сжимаемого за один раз пакета битов (фото Gaeta Group).
Эту удивительную систему построили Марк Фостер (Mark Foster), Александр Гаэта (Alexander Gaeta), Мичел Липсон (Michal Lipson) и их соратники по университету.
Читайте полную версию на сайте
В частности, сообщается, что повышение темпа пересылки данных по одному оптоволокну свыше нынешних "типовых" 10 гигабит в секунду наталкивается на ряд ограничений. Переход модуляторов и демодуляторов на более высокие частоты работы требует преодоления ряда технических трудностей, а кроме того — заметного повышения расхода энергии.
Теперь же исследователи продемонстрировали способ обхода этих ограничений. Он позволяет нарастить пропускную способность оптоволоконной линии до 270 гигабит в секунду без замены существующих "медленных" кодирующих и декодирующих устройств, а путём лишь дополнения их компактными чипами.
"Телескоп" состоит из так называемых линз времени (time lens), которые можно считать аналогами объектива и окуляра в обычном телескопе (или микроскопе). Но если обычная оптика отклоняет световые лучи, сводя их в своём фокусе в пятнышко, более компактное по размерам геометрическим, то новое устройство сжимает световой импульс не в пространстве, а во времени. Представляет собой эта "линза" крошечный кремниевый чип, в котором выгравирован волновод поперечником в считанные нанометры с точно выверенными формами и пропорциями.
В него подаётся серия световых импульсов, кодирующих двоичные нули и единицы. Одновременно в чип попадает свет от другого инфракрасного лазера. Взаимодействие этих двух лучей с атомами волновода приводит к интересному эффекту. Во фронте информационного пакета фотоны немного понижают свою частоту, а в хвосте — повышают.
Так как скорость распространения света в оптоволокне зависит от частоты, это приводит к сильному сжатию суммарного импульса. В фокусе такого устройства получается компактный пакет, в спектре которого содержится словно "фотографический отпечаток" исходного информационного пакета.
Аналогичная система устанавливается на другом конце оптоволоконного кабеля, перед обычным декодером. Но она работает зеркальным образом, то есть раздвигает сжатый световой импульс во времени, делая его читаемым существующей аппаратурой.
В ходе опыта учёные передали по оптическому каналу в короткой "вспышке" 24 бита. Длина данного пакета во времени оказалась в 27 раз меньшей, чем в обычной сети, — 92 пикосекунды вместо 2,5 наносекунды. И при этом ни один бит потерян не был. Это означает, что "Телескоп времени" позволяет транслировать по одному и тому же каналу за единицу времени в 27 раз больше информации.
Временные линзы, или линзы времени, составляющие "телескоп", отличаются низким расходом энергии. Однако прежде чем они доберутся до применения в Сети, авторам технологии нужно будет решить ряд вопросов, например – им предстоит нарастить допустимый размер сжимаемого за один раз пакета битов (фото Gaeta Group).
Эту удивительную систему построили Марк Фостер (Mark Foster), Александр Гаэта (Alexander Gaeta), Мичел Липсон (Michal Lipson) и их соратники по университету.