Med bare én laser kunne forskerne levere dobbelt så høy datarate som all trafikken på internett

En gruppe forskere tilknyttet henholdsvis Chalmers tekniska högskola i Gøteborg og Danmarks Tekniske Universitet (DTU) nord København har i eksperiment greid å overføre data med en datarate på 1,8 petabyte per sekund ved hjelp bare én laser og én optisk brikke. Ifølge en pressemelding fra DTU tilsvarer dette det dobbelte av dataraten til den totale, globale internettrafikken. Én petabit er det samme som en million gigabit.

Dataene ble overført via en 7,9 kilometer lang fiberkabel med 37 kjerner.

Lyskilden i eksperimentet var en spesielt designet optisk brikke som kan bruke lyset fra én enkelt infrarød laser til å skape et regnbueaktig spektrum med 223 ulike frekvenser. Metoden kalles for en frekvenskam fordi avstanden mellom de ulike frekvensene er fast, omtrent som avstanden mellom tennene på en kam.

Hver frekvens kan på sendersiden isoleres og bli brukt til å gjengi data. Deretter samles frekvensene og sendes via en optisk fiber. Den optiske brikken er utviklet ved Chalmers tekniska högskola.

– Det som er spesielt med denne brikken, er at den produserer en frekvenskam med ideelle karakteristikker for fiberoptisk kommunikasjon. Den har høy optisk effekt og dekker en bred båndbredde innen spektralregionen som er interessant for avansert, optisk kommunikasjon, sier Victor Torres-Company, førsteamanuensis ved Chalmers tekniska högskola, i pressemeldingen.

Oppnådd ved en tilfeldighet

Torres-Company forteller at dette har blitt oppnådd til tross for at brikken ikke var blitt optimalisert for dette formålet.

– Faktisk ble noen av karakteristikkene oppnådd ved en tilfeldighet, og ikke som følge av design. Innsatsen til teamet mitt har gjort at vi nå er i stand til å omvendt konstruere prosessen og oppnå med høy grad av reproduserbarhet mikrokammer for utvalgte bruksområder innen telekommunikasjon.

Dersom man skal bruke kommersielt tilgjengelig utstyr, er det ifølge DTU nødvendig å bruke mer enn tusen lasere for å oppnå den samme dataraten som det forskerne har oppnådd med én laser i eksperimentet.

I pressemeldingen sier professor Leif Katsuo Oxenløwe, som er leder for Centre of Excellence for Silicon Photonics for Optical Communications (SPOC) ved DTU, at det i teorien vil være fullt mulig å oppnå enda høyere datarater med den nye brikken.

Bare begynnelsen?

– Våre beregninger viser at vi vil kunne overføre med en hastighet på opptil 100 petabit per sekund med brikken utviklet ved Chalmers tekniska högskola og én enkelt laser, sier han i pressemeldingen.

Løsningen skal nemlig være skalerbar på flere måter.

Oxenløwe hevder også at teknologien de to universitetene har utviklet, kan bidra til å redusere klimafotavtrykket til internett betydelig, ved å redusere antallet lasere som er i bruk. Ifølge DTU står internett i dag for nærmere 10 prosent av all strømforbruk globalt, og to prosent av de menneskeskapte CO₂-utslippene.

Også forskere i den japanske selskapet Fujikura og ved Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet har bidratt til forskningen, som ble publisert i en artikkel i Nature Photonics denne uken.