Utilizzando una singola sorgente di luce, gli scienziati del Center of Excellence Silicon Photonics for Optical Communications (SPOC) di Copenhagen hanno stabilito un record mondiale trasmettendo dati per un 1,8 petabit al secondo. Il metodo di trasmissione utilizza molta meno energia e può aiutare a ridurre l’impronta climatica di Internet.
Un gruppo di ricercatori della Technical University of Denmark (DTU) e della Chalmers University of Technology di Göteborg, in Svezia, ha realizzato un sistema di trasmissione dati con un singolo laser e un singolo chip ottico che ha raggiunto una velocità di trasmissione dati incredibilmente alta, di ben 1,8 petabit al secondo (Pbit/s), mai raggiunta prima, equivalente al doppio del traffico Internet globale totale. Per avere un’idea della quantità di dati trasmessi, ricordiamo che 1 petabit equivale a 1 milione di gigabit.
La sorgente luminosa è un chip ottico progettato su misura, che utilizza la luce di un singolo laser a infrarossi per creare uno spettro multicolore, composto da centinaia di differenti frequenze.
Tutti i colori (ovvero le frequenze) sono equidistanti tra loro e vanno a formare una sorta di pettine di frequenze. Ciascun colore o frequenza viene modulato per poi essere riassemblato e inviato tramite fibra ottica.
Un singolo laser può sostituirne migliaia
La dimostrazione sperimentale ha evidenziato come un singolo chip possa facilmente trasportare 1,8 Pbit/s, cosa che richiederebbe, con le tecnologie attuali, l’utilizzo di più di 1.000 laser.
Victor Torres Company, professore alla Chalmers University of Technology, è a capo del gruppo di ricerca che ha sviluppato e prodotto il chip.
“Questo dispositivo ha la particolarità di produrre un pettine di frequenze con caratteristiche ideali per le comunicazioni in fibra ottica: ha un’elevata potenza ottica e copre un’ampia larghezza di banda all’interno della regione spettrale che è interessante per le comunicazioni ottiche avanzate“, afferma Victor Torres Company.
“In effetti, alcuni dei parametri caratteristici sono stati raggiunti per caso e non per progettazione. Tuttavia, con gli sforzi del mio team, ora siamo in grado di decodificare il processo e ottenere micropettini ad alta riproducibilità per applicazioni target nelle telecomunicazioni“.
I ricercatori hanno anche creato un modello computazionale per esaminare il potenziale di questa tecnologia, che promette ulteriori, incredibili, sviluppi.
Il professor Leif Katsuo Oxenløwe, capo del Center of Excellence Silicon Photonics for Optical Communications (SPOC) presso il DTU, afferma:
“I nostri calcoli mostrano che, con un singolo laser e il singolo chip prodotto dalla Chalmers University of Technology, saremo in grado di trasmettere fino a 100 Pbit/s. La ragione di ciò è che la nostra soluzione è scalabile, sia in termini di creazione di molte più frequenze sia in termini di divisione del pettine di frequenza in molte copie spaziali e quindi di amplificazione ottica, sia di utilizzo come sorgenti parallele con cui possiamo trasmettere dati. Sebbene le copie del pettine debbano essere amplificate, non perdiamo le qualità del pettine, che utilizziamo per una trasmissione dei dati spettralmente efficiente“.
Riduce il consumo energetico della rete Internet
La soluzione dei ricercatori fa ben sperare per il crescente consumo energetico di Internet.
“In altre parole, la nostra soluzione offre il potenziale per sostituire centinaia di migliaia di laser situati negli hub Internet e nei data center, che consumano molta energia e che generano calore. Abbiamo l’opportunità di contribuire al raggiungimento di un Internet che lasci un’impronta climatica più ridotta“, afferma Leif Katsuo Oxenløwe.
Anche se i ricercatori hanno infranto la barriera del petabit per una singola sorgente laser e un singolo chip nella loro dimostrazione, c’è ancora del lavoro di sviluppo prima che la soluzione possa avere una ricaduta commerciale, secondo Leif Katsuo Oxenløwe.
“In tutto il mondo si sta lavorando per integrare la sorgente laser nel chip ottico e stiamo lavorando anche su quello. Più componenti possiamo integrare nel chip, più efficiente sarà l’intero trasmettitore. Vale a dire laser, chip per la creazione di pettini, modulatore e tutti gli elementi di amplificazione. Sarà un trasmettitore ottico particolarmente efficiente“, afferma Leif Katsuo Oxenløwe.
L’esperimento in cui i ricercatori hanno trasferito 1,8 Pbit/s e i successivi calcoli sono stati pubblicati su Nature Photonics.
