利用創新光學芯片 研究創網絡數據傳輸新紀錄

【2022年10月30日訊】(記者林達編譯報導)科學家使用單一光源,就以每秒傳輸1.8PB數據的速度破了世界紀錄,這個數據量幾乎是一秒內全球互聯網數據流總量的兩倍。同時,其數據傳輸方法所耗電力也大大減少。

這打破了之前使用單一光源以每秒1PB的光學芯片進行數據傳輸的記錄。這是一個近乎「荒謬」的數字,1PB(petabit, 10¹⁵)等於100萬個GB。而1個GB等於一千個MB,1GB大約是家用網絡服務的最快下載速度了。

為了實現這一驚人創舉,丹麥技術大學(DTU)和查爾姆斯理工大學(CUT)的研究人員使用了一種定制的光學芯片,該芯片可以利用一個紅外光激光,將其分成數百個均勻間隔的不同頻率(即不同光的顏色),統稱為頻率梳(frequency comb)。梳子上的每個頻率都可以通過調製光的波動來離散地保存數據,從而使科學家能夠傳輸比傳統方法更多的數據。

10月20日發表在《自然‧光子學》(Nature Photonics)雜誌上的論文中,科學家們描述了如何在4.9英里的光纖上以每秒1.84PB的速度傳輸數據,同時在頻率梳中使用223個波長通道。根據科學家的說法,使用現有商業設備以這種速度傳輸數據需要超過一千個激光器。由於該實驗使用了尖端芯片,因此只需要一個激光器。

「這種芯片的特別之處在於它產生了具有理想光纖通信特性的頻率梳,」CUT教授、研究小組負責人維克多·托雷斯(Victor Torres)在一份新聞稿中說。「它具有高光功率,並覆蓋了對先進光通訊具有重要意義的光譜區域寬帶。

這與新的破紀錄速度一樣快得令人目不暇接,研究人員表示,他們才剛剛開始,並且相信高達每秒100 PB的速度是可能的。

「可能實現這樣更高的速度是由於我們的成果是可擴展的(scalable),」研究的主要作者和、丹麥理工大學(DTU)教授Leif Katsuo Oxenløwe解釋說。這裡提到的可擴展性適用於此技術的各個方面,包含大量頻率的產生,以及將頻率梳分成許多空間副本,然後對之進行光學放大,作為並行光源,從而利用它們來傳輸數據。

不過,雖然該研究表明了其技術的可能性,但仍需更多研究以證明其實用性。◇

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