Фото: Rabi Shrestha, et al. / Applied Physics Letters, 2020. Ученые из США продемонстрировали передачу данных со скоростью более чем терабит в секунду. Для этого исследователи использовали технологию цифровой абонентской линии, на которой строится телефонная коммуникация, и применили ее к высокочастотным сигналам, распространяющимся по медным волноводам. Работа представлена в журнале Applied Physics Letters. В 1986 году Джон Чиоффи (John Cioffi), будучи профессором в Стэнфорде, вместе со своими студентами разработал технику многотонной модуляции сигнала, которая стала основой для технологии цифровой абонентской линии — например, благодаря этой технологии мы имеем быстрый доступ в интернет. Однако, скорость передачи информации все еще сильно ограничена, и ученые ищут более эффективный способ обмена данными в рамках уже разработанной технологии. Одно из возможных направлений — это использование высокочастотных сигналов, ведь высокие частоты позволяют увеличить пропускную способность канала.
Ученые из университета Брауна и компании ASSIA, совместно с Джоном Чиоффи, впервые экспериментально проверили работоспособность цифровой абонентской линии на частотах около 200 гигагерц. Для этого физики использовали медный волновод с двумя каналами, идущими параллельно — такая система обеспечивают возможность передачи параллельных неинтерферирующих потоков данных.
Экспериментальная реализация протокола передачи данных. Rabi Shrestha, et al. / Applied Physics Letters, 2020
Для того, чтобы подтвердить, что между данными, посылаемыми по разным каналам, нет корреляции, ученые измерили пространственное распределение энергии электромагнитного поля на выходе волновода. Так же с помощью численной модели исследователи оценили потери в канале, которые ведут к потере скорость передачи данных. Экспериментальные результаты хорошо сошлись с численным предсказаниями: скорость более 1 терабита в секунду удалось достичь в волноводе длинной менее 9 метров. Потери возникают в основном из-за омических потерь и на 15 метрах скорость падает до 30 гигабит в секунду.
Скорость передачи достигает 15 терабит в секунду при длине волновода 1 метр, однако на 15 метрах скорость падает до 30 гигабит в секунду. Rabi Shrestha, et al. / Applied Physics Letters, 2020
Поставленный эксперимент демонстрирует целесообразность использования высокочастотных сигналов для высокоскоростной передачи данных. Пока качество оборудования не позволяет передавать информацию на большие расстояния с такой скоростью, однако быстрая передачи данных на короткие расстояния важна, например, в дата-центрах или в каналах между чипами на одной плате.
Скорость, достигнутая ученым, действительно впечатляет, особенно если вспомнить скорость передачи данных, которую поддерживают используемые сегодня порты и стандарты. Например, скорость порта USB4 40 гигабит в секунду, скорость сети 5G может достигать 35 гигабайт в секунду, а скорость флеш-памяти по новой версии стандарта UFS составляет 11,6 гигабит в секунду.
Автор: Михаил Перельштейн
Источник: https://nplus1.ru/
Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!
