Przełom w optyce, który sprawia, że ​​Internet jest szybszy o 100x może uratować sieć

Dzięki magii internetu szerokopasmowego ładowanie pojedynczej strony nie trwa dłużej niż 45 sekund. Ale nowy przełom w dziedzinie optyki od naukowców z Uniwersytetu RMIT może sprawić, że kolejkowanie filmów na wifi będzie wyglądało tak, jakbyś oglądał suchą farbę. Co ważniejsze, wynalazcy twierdzą, że to ulepszenie można łatwo wdrożyć na bazie istniejącej infrastruktury internetowej.

W nowym artykule opublikowanym we wtorek Nature Communications naukowcy odkryli pierwsze na świecie urządzenie nanofotoniczne do kodowania i przetwarzania danych. Urządzenie bazuje na wcześniejszych pracach grupy badawczej obejmujących „skręcone światło”, aby zwiększyć pojemność danych światłowodów, które są obecnie standardem przemysłowym. Ich najnowszy wynalazek przybliża nas o krok do stworzenia ultraszybkiego Internetu, który nie wymagałby całkowitego utrzymania infrastruktury światłowodowej zakopanej w dnie oceanu.

Jak Twisted Light jest zmieniaczem gier

Tam, gdzie badania laboratorium sztucznej inteligencji Nanofotoniki (LAIN) RMIT zmieniają szybkość Internetu, zwiększa się przepustowość do wysyłania informacji. Podczas gdy szerokopasmowy korzysta z widzialnego spektrum kolorów, dokument z 2016 r. Pokazuje, jak grupa wykorzystała światło, którego nie widzimy, zmieniając jego obrót lub orbitalny moment pędu (OAM), aby stworzyć to, co nazywają „skręconym światłem”.

„To, co udało nam się zrobić, to dokładna transmisja danych za pomocą światła o największej pojemności w sposób, który pozwoli nam znacznie zwiększyć naszą przepustowość”, mówi w oświadczeniu współautor dr Haoran Ren.

Ale to, co się dzieje, musi również spaść. Więc kiedy zespół przetłumaczył informacje na skręcone światło, oni również musieli je rozszyfrować, a tam właśnie pasuje ich najnowszy wynalazek.

„Aby to zrobić wcześniej, potrzebna byłaby maszyna o rozmiarze stołu, co jest zupełnie niepraktyczne w przypadku telekomunikacji” - mówi Ren. „Dzięki zastosowaniu ultracienkich nanosieci topologicznych o ułamku milimetra nasz wynalazek lepiej spełnia tę funkcję i pasuje do końca światłowodu”.

Bieżący stan Internetu

To przychodzi w kluczowym momencie. Ponad 99 procent wszystkich danych przechodzi przez ponad 700 000 mil (1,1 miliona) kabli zakopanych pod wodą. W tym momencie kable światłowodowe o grubości mniejszej niż jedna dziesiąta grubości ludzkiego włosa przenoszą dane poprzez impulsy światła, które odbijają się w pokrytych tworzywem sztucznym pasmach szkła. Ta metoda dobrze nam służy, ale nasz nienasycony apetyt na moc obliczeniową przypomina nam, że technika musi nadążyć.

„Dzisiejsza komunikacja optyczna zmierza w kierunku„ kryzysu wydajności ”, ponieważ nie nadąża za stale rosnącymi wymaganiami Big Data” - mówi Ren.

Rozgrzewa się wyścig, aby zapobiec kryzysowi wydajności Ren. Wykorzystanie per capita miesięcznie ruchu internetowego zwiększyło się z 19 GB w 2009 r. Do 109 w 2016 r. Do 2021 r. US Telecom przewiduje, że użytkowanie dla użytkowników w USA będzie co najmniej dwukrotnie większe niż 264 GB. Wiele z tego wynika ze wzrostu liczby strumieniowych transmisji wideo, takich jak Netflix zużywa około 1 GB na godzinę na standardowym wideo - ale bardziej powszechne jest stosowanie VR, AR, wciągającej gry lub technologii, które nawet nie zostały wynalezione, ale mogłyby zwiększyć pojemność chrupnąć jeszcze bardziej.

Krótko mówiąc, badania zespołu wymyśliły nie tylko technologię superszybkiego internetu, ale także urządzenie potrzebne do rzeczywistego wdrożenia jeszcze bardziej wymagających nowych technologii i dostarczania ich masom.

„Pasuje do skali istniejącej technologii światłowodowej i może być zastosowany do zwiększenia przepustowości lub potencjalnie prędkości przetwarzania tego włókna o ponad 100 razy w ciągu najbliższych kilku lat”, mówi profesor Min Gu, dyrektor LAIN i zastępca zastępcy Wicekanclerz ds. Innowacji badawczych i przedsiębiorczości w RMIT. „Ta łatwa skalowalność i ogromny wpływ, jaki będzie miała na telekomunikację, jest czymś tak ekscytującym”.