Швейцарцы заменяют подводные интернет—кабели лазером«>
Группа исследователей из ETH Zurich сделала большой шаг на пути к беспроводной передаче данных. Они продемонстрировали лазерную систему, способную обеспечить пропускную способность более 1 Тбит/с при передаче данных на расстояние 53 км. Исследователи считают, что эта технология в конечном итоге позволит избавиться от паутины кабелей, протянутых по всему миру.
Работа является частью европейского проекта Horizon 2020, который финансирует передовые исследования на сумму 80 миллиардов евро. Команда ETH под руководством профессора Юрга Лойтхольда предполагает, что оптическая система передачи данных будет работать со спутниками на гораздо более высоких скоростях, устраняя необходимость в физической интернет—магистрали, пересекающей океаны.
В этом исследовании ученые из ETH Zurich не использовали спутник, так как лазерная передача данных и так хорошо работает в космосе из—за полного отсутствия воздуха, но на Земле она может создавать помехи. Спутники Starlink компании SpaceX, например, используют лазеры для передачи данных между собой. Ученые должны были убедиться, что терабайтный лазер сможет работать в земной атмосфере. Для этого команда выбрала далекую цель на большой высоте: Юнгфрауйох, горный перевал в Швейцарских Альпах, расположенный примерно в 53 км от источника лазера.
Для поддержания более высокой скорости передачи данных оптическая система, разработанная в ETH Zurich, использует модулированную световую волну. Это означает, что приемник может считывать несколько состояний каждого передаваемого символа. Меняющиеся фазовые углы и амплитуда создают сигнал в 64 QAM. Турбулентность в атмосфере может исказить эти тщательно разработанные формы волны, поэтому исследователи объединились с французской аэрокосмической фирмой Onera для создания микроэлектромеханической системы (MEMS) с 97 микроскопическими зеркалами. Этот чип может корректировать фазовые сдвиги со скоростью 1500 раз в секунду, обеспечивая целостность сигнала.
В данном исследовании использовался лазер с одной длиной волны, что означает один канал передачи, но команда считает, что технология может быть расширена до 40 каналов. При объеме около одного терабайта на канал, экспериментальная технология начинает выглядеть как нечто, способное заменить физические кабели. Существующие спутниковые интернет—системы все еще полагаются на микроволновые сигналы и поэтому не могут передавать такой объем данных, как высокочастотный лазер. Возможно, что будущие спутниковые интернет—звезды будут использовать подобные лазеры для передачи данных на поверхность Земли. Однако исследователи из ETH Zurich оставят этот вопрос на усмотрение других ученых и инженеров.
Согласно планам команды, следующим шагом будет разработка улучшенных формул модуляции для увеличения пропускной способности.
