Každým rokom stúpajú požiadavky na rýchle dátové prenosy, či už ide o drôtové, alebo bezdrôtové systémy. Vedcom sa podarilo postaviť systém, ktorý môže teoreticky prenášať aj 10 terabitov za sekundu.

Portál Science Alert upozornil na novú vedeckú štúdiu, v ktorej vedci navrhli prototyp DSL systému schopného vyvinúť prenosové rýchlosti na teoretickej úrovni až 10 terabitov za sekundu (Tb/s). Tento radikálny skok sa vedcom podaril najmä vďaka využitiu extrémne vysokej frekvencie, ktorá dovoľuje na prenos využívať oveľa väčšiu šírku pásma na tom istom kanáli.

Zobraziť celú galériu (3)

Pixabay

Základ experimentu tvorila technológia, ktorú už poniektorí dávno odpísali

Výskum vychádzal z technológie Digital Subscriber Line, známej ako DSL, ktorá je základom širokopásmového pripojenia prostredníctvom štandardných telefónnych liniek. Prostredníctvom neustáleho pokroku v oblasti vektorových algoritmov a zahrnutím duplexu v časovej doméne môže DSL systém dosiahnuť prenosové rýchlosti až 100 Mb/s na vzdialenosť 500 m, pričom na kratšie vzdialenosti sú dosiahnuteľné aj rýchlosti prekračujúce 1 Gb/s.

Vedci ale postavili zjednodušenú verziu DSL kanála za použitia vysoko multimódovej štruktúry vlnovodu na vektorový prenos údajov. Tento kanál využíva dvojvodičový vlnovod s vonkajším kovovým plášťom, ktorý je navrhnutý, aby redukoval straty pri prenose dát a replikoval chovanie skrútených párov drôtov nachádzajúcich sa v kábloch.

Zobraziť celú galériu (3)

Obrázok zobrazujúci pohľad zhora na experimentálne usporiadanie pre meranie priestorového energetckého profilu v multi-módovom vlnovode. Zdroj: AIP

Experiment konkrétne využíval dvojvodičový vlnovod skladajúci sa z dvoch medených drôtov o priemere 0,5 mm. Tie boli navyše vertikálne oddelené na vzdialenosť 1 mm a centrované v strede vonkajšej kovovej rúrky s priemerom 12,5 mm. Skonštruovaný vlnovod tiež obsahoval jediný ohyb s uhlom 32,3° blízko vstupného konca, po ktorom nasledoval priamy úsek s premenlivou dĺžkou.

Na ceste smerom ku kvantovému internetu?

Počas experimentu vedci merali energetický výstup na štvorcovej mriežke s rozmermi 13 mm x 13 mm. Spätnými výpočtami zistili, že prenos na úrovni 10 Tb/s by mal byť možný pri vzdialenosti na 3 metre, pričom na vzdialenosť 15 metrov by rýchlosť prenosu klesla na 30 Gb/s.

Zobraziť celú galériu (3)

Graf vypočítanej rýchlosti agregovaných dát ako funkcie dĺžky kanála. Vysoké prenosové rýchlosti v rozsahu Tb/s sú dosiahnuteľné na krátke vzdialenosti, pričom rýchlosť klesá na približne 30 Gb/s pri vzdialenosti 15 m. Zdroj: AIP

V tomto prípade je zníženie prenosových rýchlostí so zvyšujúcou sa vzdialenosťou zapríčinené energetickými stratami v kovovom plášti.

„Je vzrušujúce ukázať, že vlnovody dokážu podporovať rýchlosť prenosu dát na úrovni 10 Tb/s, aj keď iba v malom rozsahu. To je ďaleko nad rámec toho, čo by si ktokoľvek predtým mohol predstaviť.“ povedal fyzik Daniel Mittleman z Brownovej Univerzity.

Ďalším krokom vedcov v budúcom výskume preto bude zameranie sa na zníženie strát pri prenose, respektíve zníženie rezistancie. Hoci technológia použitá v experimente umožňuje teoretické prenosy 10 Tb/s len na 3 metre, využitá by mohla byť v dátových centrách, kde požiadavka na rýchle dátové prenosy stále narastá.

Ďalšími experimentami by sa mohla rýchlosť a vzdialenosť ešte zvýšiť, čím by sme sa mohli dostať na dobrú cestu smerom ku kvantovému internetu.

Pre podrobnejší prehľad experimentu a štruktúru zostaveného systému je možné preskúmať originálnu štúdiu, ktorá bola publikovaná v žurnále Applied Physics Letters.