Optika prielom, ktorý robí Internet 100X rýchlejšie môže zachrániť web

Vďaka kúzlu širokopásmového pripojenia už nie je načítanie jednej webovej stránky 45 sekúnd. Nový prielom v oblasti optiky od výskumníkov z Univerzity RMIT má však potenciál vytvoriť vo fronte videá vo formáte wifi, aby ste mali pocit, že sledujete farbu v suchu. Ešte dôležitejšie je, že vynálezcovia hovoria, že toto zlepšenie sa dá ľahko implementovať nad existujúcu internetovú infraštruktúru.

V novom dokumente uverejnenom v utorok v Komunikácia s prírodou výskumníci odhalili prvé nanofotonické zariadenie na svete na kódovanie a spracovanie údajov. Zariadenie nadväzuje na predchádzajúcu prácu výskumnej skupiny zahŕňajúcej „skrútené svetlo“ na rozšírenie dátovej kapacity optických káblov, ktoré sú v súčasnosti priemyselným štandardom. Ich najnovší vynález nás privedie o krok bližšie k vytvoreniu ultrarýchleho internetu, ktorý by si nevyžadoval úplné prebudenie infraštruktúry optických vlákien, ktorá sa nachádza na dně oceánu.

Ako Twisted Light je hra Changer

Tam, kde laboratórium RMIT pre výskum umelej inteligencie (LAIN) mení zmeny v rýchlosti internetu, je zvýšenie dostupnej šírky pásma pre odosielanie informácií. Kým širokopásmové pripojenie využíva viditeľné spektrum farieb, dokument z roku 2016 ukazuje, ako skupina využila svetlo, ktoré nemôžeme vidieť zmenou jeho rotácie alebo orbitálneho momentu hybnosti (OAM), aby sme vytvorili to, čo nazývajú „skrútené svetlo“.

„To, čo sa nám podarilo, je presný prenos dát cez svetlo na najvyššiu kapacitu spôsobom, ktorý nám umožní masívne zvýšiť našu šírku pásma,“ hovorí spoluautor Dr. Haoran Ren vo vyhlásení.

Ale to, čo ide hore, musí tiež zostúpiť. Takže keď tím preložil informácie do skrúteného svetla, potrebovali ich tiež dekódovať, čo je miesto, kde sa ich najnovší vynález hodí.

„To by si predtým vyžadovalo stroj s veľkosťou stola, čo je pre telekomunikácie úplne nepraktické,“ hovorí Ren. „Použitím ultratenkých topologických nano-vrstiev, ktoré merajú zlomok milimetra, náš vynález robí túto prácu lepšou a hodí sa na koniec optického vlákna.“

Súčasný stav internetu

To prichádza v rozhodujúcom momente. Viac ako 99 percent všetkých údajov prechádza cez viac ako 700 000 míľ (1,1 milióna km) káblov pod vodou. V tomto bode, káble z optických vlákien, ktoré sú menšie ako desatina hrúbky ľudského vlasu, prenášajú údaje prostredníctvom impulzov svetla, ktoré sa odrážajú v prameňoch skla potiahnutých plastom. Táto metóda nám poslúžila celkom dobre, ale naša neukojiteľná chuť na výpočtový výkon je pripomienkou, že technológia musí držať krok.

„Súčasná optická komunikácia smeruje k„ kapacitnej kríze “, pretože nedokáže držať krok so stále rastúcimi požiadavkami veľkých dát,“ hovorí Ren.

Preteky na zabránenie nedostatku kapacity Ren sa zahrejú. Využívanie internetu na obyvateľa za mesiac sa znásobilo z 19 GB v roku 2009 na 109 v roku 2016. Do roku 2021 predpovedá US Telecom používanie pre používateľov v USA aspoň dvakrát až 264 GB. Veľa z toho je vďaka vzostupu video streamingu, ako Netflix využíva približne 1 GB za hodinu na štandardnom videu - ale širšie prijatie VR, AR, ponorných hier alebo technológií, ktoré ešte neboli vynájdené, by mohli zvýšiť kapacitu. ešte viac.

Stručne povedané, tímový výskum vynašiel nielen technológiu pre super-rýchly internet, ale aj zariadenie potrebné na realizáciu ešte náročnejších nových technológií a ich dodanie masám.

„Je prispôsobený rozsahu existujúcej optickej technológie a mohol by byť použitý na zvýšenie šírky pásma, prípadne rýchlosti spracovania tohto vlákna o viac ako 100-krát v priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov,“ hovorí profesor Min Gu, riaditeľ a spolupracovník LAIN. Vicekancelár pre výskumné inovácie a podnikanie na RMIT. „Táto jednoduchá škálovateľnosť a masívny vplyv, ktorý bude mať na telekomunikácie, je tak vzrušujúce.“