Wykorzystanie fotoniki do zwiększenia prędkości internetu
Fotonika – nauka o wytwarzaniu światła, wykrywaniu go i manipulowaniu nim – stanowi wsparcie dla innowacji w zakresie technologii, od wyświetlaczy smartfonów i energooszczędnego oświetlenia po przyrządy medyczne i samochody autonomiczne. Naukowcy pracujący w ramach finansowanego ze środków UE projektu ACTPHAST 4.0 znaleźli również sposób na wykorzystanie technologii fotonicznej do zwiększenia prędkości internetu. Współpracując z irlandzką firmą Pilot Photonics, zajmującą się elektroniką optyczną, zespół badawczy projektu ACTPHAST 4.0 wykorzystał fotonikę do znacznego zwiększenia przepustowości kabli światłowodowych. W rezultacie uzyskano prędkości przesyłu danych sięgające nawet 40 terabajtów na sekundę. Co najważniejsze, osiągnięto je przy wykorzystaniu istniejącej infrastruktury – czyli bez konieczności kładzenia nowych kabli. Jak czytamy w artykule zamieszczonym na stronie „Silicon Republic”, naukowcy uważają, że internet „sięga granic wydajności i efektywności energetycznej”. Łatwo zrozumieć dlaczego. Rozpowszechnienie usług transmisji strumieniowej na żądanie oraz rosnąca popularność narzędzi do wirtualnych spotkań i urządzeń opartych na internecie rzeczy (np. inteligentnych zegarków, czujników medycznych, urządzeń do śledzenia aktywności fizycznej) powoduje większe obciążenie obecnych sieci.
Dane na właściwym torze
Wykorzystana w ramach projektu technologia oparta jest na specjalistycznym rozwiązaniu opracowanym przez firmę Pilot Photonics i zastosowanym w laserze, które pozwala generować tak zwany optyczny grzebień częstotliwości. W laserze generującym promieniowanie tego typu jedno źródło wytwarza serię równomiernie rozmieszczonych wiązek o różnych częstotliwościach. W przeciwieństwie do rozwiązania wykorzystującego wiele niezależnych laserów laser będący źródłem optycznego grzebienia częstotliwości nie wymaga stosowania odstępów międzykanałowych w celu zapobiegania zakłóceniom między kanałami częstotliwości. System wykorzystuje integrację fotoniczną – technikę, która pozwala na zawarcie wielu funkcji optycznych na jednym chipie fotonicznym. Tak jak elektroniczny układ scalony zawiera komponenty elektroniczne, tak fotoniczny układ scalony składa się z komponentów, wykorzystujących do przenoszenia informacji światło, czyli fotony. „Sposób, w jaki fotoniczne układy scalone pomagają w przepływie informacji między centrami danych, można zobrazować na przykładzie drogi i kolei. Pasy na drodze muszą mieć znacznie większą szerokość niż samochody, ponieważ kierowca ma możliwość skręcania w lewo i w prawo – do pewnego stopnia. Ta dodatkowa przestrzeń na pasie ruchu reprezentuje odstępy międzykanałowe między długościami fal, które są obecnie wykorzystywane w systemach optycznych”, wyjaśnia współzałożyciel i dyrektor techniczny firmy Pilot Photonics Frank Smyth w artykule z serwisu „Silicon Republic”. „W przypadku kolei można ustawić pociągi obok siebie, ponieważ poruszają się one po stałych torach i nie mogą z nich zjechać. To tak jak w przypadku optycznego grzebienia częstotliwości. Pociągi nie mogą najechać na swoich sąsiadów, ponieważ poruszają się po stałych torach. Kanały danych oparte na optycznym grzebieniu częstotliwości nie mogą wzajemnie się zakłócać, ponieważ odstępy między nimi są fizycznie i fundamentalnie stałe”. Zastosowanie lasera ze zintegrowanym układem fotonicznym wytwarzającego optyczny grzebień częstotliwości umożliwia „połączenie czterech, ośmiu lub szesnastu modułów nadawczo-odbiorczych na jednym chipie, co obniża jego zużycie energii, koszty i rozmiar urządzenia”, jak mówi Smyth. „Innowacje takie jak nasza stanowią rozwiązanie prawdziwego problemu klientów z branży, którzy muszą sprostać niezaspokojonemu zapotrzebowaniu społeczeństwa na nowe usługi transmisji danych wymagające dużej przepustowości bez znacznego wzrostu cen”. Projekt ACTPHAST 4.0 (ACceleraTing PHotonics innovAtion for SME’s: a one STop-shop-incubator) jest inkubatorem innowacji dla europejskich firm działających w obszarze fotoniki. Zapewnia on dostęp do ekspertów i najnowocześniejszych technologii z 24 najlepszych europejskich instytutów badawczych zajmujących się fotoniką w celu przyspieszenia wdrażania tej technologii przez MŚP. Więcej informacji: strona projektu ACTPHAST 4.0
Słowa kluczowe
ACTPHAST 4.0, fotonika, integracja fotoniczna, grzebień optyczny, laser, Internet, przepustowość
