Megszületett a szupergyors internet

2020.06.01. 10:43

Ausztrál kutatók egy optikai chip segítségével 44.2 Tbps-es adatletöltési sebességet értek el, ami nagyjából a milliószorosa a mostani átlagnak.

Az ausztrál Monash, Swinburne és RMIT egyetemek kutatói sikeresen tesztelték és dokumentálták Ausztrália és az egész világ eddigi leggyorsabb internetes adatátviteli sebességét, amit egyetlen optikai chip segítségével értek el. Ilyen adatsebesség mellett 1000 nagyfelbontású film letöltéséhez a másodperc törtrészére van szükség.

Az eredményeket leíró közlemény, amely a rangos Nature Communications tudományos folyóirat hasábjain jelent meg, nemcsak Ausztrália következő 25 évének telekommunikációs lehetőségeit vetíti előre, de az egész világnak exportra kínálja az ausztrál fejlesztésű technológiát.

Kényszer szülte áttörés

A világ internetes infrastruktúrájára fokozódó nyomás nehezedik, ami a COVID-19 világjárvány kapcsán különösen élesen jelentkezett, hiszen a távolságtartási intézkedések mindenkit az otthoni munkára és a telekonferenciákkal történő kapcsolattartásra kényszerítettek. Ettől a helyzettől indíttatva Dr. Bill Corcoran a Monash Egyetemről, Arnan Mitchell professzor az RMIT-ről és David Moss professzor a Swinburne Egyetemről megpróbálták a végsőkig tágítani az internetes jelátviteli sebesség lehetőségeit. A kísérlet során egy egyedüli fényforrás felhasználásával 44.2 Tbps-es (másodpercenként 44.2 terabites) átviteli sebességet értek el. Ez az Európai Unióban most általános néhányszor tíz Mbps (megabit per second) nagyságrendű csatlakozási sebességhez képest milliószor, de a jelenlegi csúcstechnológiás néhány Gbps-es (gigabit per second) sebességhez képest is tízezerszer gyorsabb.

Az új terabites technológia akkor is képes lenne Melbourne mind az 1.8 millió lakosának nagysebességű elérést biztosítani, ha mindenki egyszerre lógna a neten – és ugyanezt tudná nyújtani a világ milliárdnyi lakosának, csúcsidőben is. Bár a nevezett sebességet egyelőre laboratóriumi körülmények között mérték ki, a kísérlet során a kutatók a meglévő internetes kommunikációs infrastruktúrát használták, így a valós hálózatot tették ki hatékony terhelési próbának.

Forrás: Markus Spiske/Markus Spiske

Mikrofésű a gyors internetért

A kísérletben szerepelt egy újfajta eszköz: egy magányos fényforrás, az úgynevezett mikrofésű, amely egymagában 80 lézert helyettesít. A mikrofésű kisebb és könnyebb a hagyományos telekommunikációs hardvereknél. Ezt a fényforrást az ausztál NBN telekommunikációs cég létező infrastruktúrájára kapcsolták rá, és jól megpörgették. Ez volt az első alkalom, hogy egy mikrofésűt valódi „terepi" tesztben vetettek be, és minden eddiginél több adatot produkáltattak egy optikai chippel.

„Egyelőre csak megpróbálunk bepillantást nyerni abba, hogyan fogja az internet győzni a terhelést két-három év múlva, ahogy időközben egyre több ember használja a világhálót távmunkára, kapcsolattartásra és videónézésre. Amit látunk, arról árulkodik, hogy jelentősen fel kell tornásznunk az internetes kapcsolati sebességet – jelentette ki Dr. Bill Corcoran, a tanulmány társszerzője és a Monash Egyetem elektronikai és számítógép-rendszermérnök előadója. – Munkánkkal most bizonyítottuk, hogy azok az optikai kábelek, amelyek az NBN fejlesztéseinek köszönhetően már lenn vannak a földben, a továbbiakban is alkothatják a kommunikációs hálózatunk gerincét. Ugyanakkor kidolgoztunk valamit, ami igazodni tud a jövőbeni igényeinkhez. És itt nem csak a Netflixről beszélünk, hanem tágabb összefüggésben mindenről, amire a kommunikációs hálózatainkat használjuk ma és holnap. Az adatforgalomra szükségünk lesz az önvezető autókhoz és a jövő tömegközlekedéséhez éppúgy, mint a gyógyászatban, az oktatásban, az üzleti életben és az e-kereskedelemben, és lehetővé teszi számunkra, hogy együtt olvassunk a kisunokáinkkal akár sok száz kilométer távolból."

Hogy érzékeltessék az optikai mikrofésűkben rejlő lehetőségeket, a kutatók az Ausztrál Akadémiai Kutatóhálózat jóvoltából 76.6 kilométernyi optikai kábelt fektettek le az RMIT melbourne-i kampusza és a Monash Egyetem claytoni kampusza között. Ezekre a kábelekre kapcsolták rá azt a Swinburne Egyetem által fejlesztett, széles nemzetközi együttműködésben létrehozott mikrofésűt, amely az egyetlen chipből származó fényt szivárványszeűen szétbontva több száz nagyminőségű infravörös lézert képes helyettesíteni. Minden egyes így létrehozott lézerfrekvencia különálló kommunikációs csatornaként viselkedik.

Forrás: ONLY FRANCE/PHILIPPE ROYER/ ONLYFRANCE.FR/Philippe Royer

A mérnökök a csúcsidőszakbeli használatot szimulálva 4 terahertz sávszélesség mellett maximális adatmennyiséget zúdítottak rá valamennyi csatornára. Mitchell elmondása szerint az elért 44.2 Tbps optimális adatsebesség megmutatta a már létező ausztrál infrastruktúra valódi potenciálját. A projekt további célja innentől az, hogy a jelenleg alkalmazott, másodpercenként pár száz gigabiten pörgő jelátvivőket másodpercenként több tíz terabites berendezésekre cseréljék anélkül, hogy azok mérete, súlya vagy költsége növekednék. „Hosszabb távon az az elképzelésünk, hogy olyan integrált fotonikus chipeket hozunk létre, amelyek hozni tudják ezt az adatátviteli sebességet a meglévő optikaiszál-kapcsolatokon keresztül, minimális anyagi befektetéssel – szögezte le a professzor. – Első lépésben az új technológia az adatközpontok közötti ultragyors kommunikáció terén válthatná fel a régit, de úgy képzeljük, hogy hamar elég olcsó és kompakt lesz ahhoz, hogy a normál kereskedelemben, a világ nagyvárosainak általános fogyasztói számára is elérhetővé váljon."

„Tíz éve, hogy részem volt a mikrofésűs chipek feltalálásában, és ez idő alatt az eszköz rendkívül fontos kutatási területté nőtte ki magát – tette hozzá David Moss professzor, a Swinburne Egyetem Optikatudományi Központjának igazgatója. – Roppant izgalmas nyomon követni, ahogy a mikrofésűs chipben szunnyadó lehetőségek az ultramagas sávszélességű száloptikás telekommunikáció terén kibontakoznak. Ez a munka világrekordot állított be az egyetlen optikai chipből egyetlen optikai szálon átvitt adat sávszélességében, és óriási áttörést hoz a hálózatnak éppen abban az elemében, amelyre a legnagyobb teher hárul. A mikrofésűk nagy ígéretet jelentenek a világ csillapíthatatlan sávszélesség-igényének kielégítésében."