Transferência de dados recorde de 1,84 petabit/s alcançada com chip fotônico e cabo de fibra óptica

Diz-se que é largura de banda mais do que suficiente para a internet de hoje.

Cientistas da Universidade Técnica da Dinamarca em Copenhague conseguiram 1,84 petabits por segundo de transferências de dados usando um único chip fotônico conectado através de um único cabo de fibra óptica. A façanha foi realizada a uma distância de 7,9 km (4,9 milhas). Para alguma perspectiva sobre essa conquista, a qualquer hora do dia, a média de largura de banda de internet usada por toda a população mundial é estimada em cerca de 1 petabit/s.

Com as quantidades cada vez maiores de dados transferidos pela Internet para negócios, lazer e downloads ou atualizações de software - as empresas de infraestrutura estão sempre à procura de novas maneiras de aumentar a largura de banda disponível. Os 1,84 petabits/s em um cabo óptico padrão usando uma solução compacta de chip único serão, portanto, muito atraentes.

A tecnologia de chip fotônico é uma grande promessa para fins de transferência de dados ópticos – já que o processador e o meio de transferência trabalham com ondas de luz. The New Scientist explica em termos simples como os cientistas dinamarqueses, liderados por Asbjørn Arvad Jørgensen, conseguiram fornecer essa largura de banda com os recursos disponíveis.

Sistema de comunicação modelado (Crédito da imagem: Universidade Técnica da Dinamarca)

Primeiramente, o fluxo de dados usado no teste foi dividido em 37 linhas, cada uma enviada por um fio óptico diferente no cabo. Cada uma das 37 linhas de dados foi dividida em 223 blocos de dados correspondentes a zonas do espectro óptico. O que isso permitiu é criar um "pente de frequência" onde os dados eram transmitidos em cores diferentes ao mesmo tempo, sem interferir em outros fluxos. Em outras palavras, foi criado um sistema de “transmissão de dados multiplexados em espaço e comprimento de onda massivamente paralelos”. É claro que essa divisão e redivisão aumentaram enormemente a taxa de transferência de dados potencial suportada por um cabo de fibra óptica.

Não foi fácil testar e verificar a largura de banda de 1,84 petabits/s – pois nenhum computador pode enviar ou receber, muito menos armazenar, uma quantidade tão enorme de dados. A equipe de pesquisa usou dados fictícios em canais individuais para verificar qual seria a capacidade total de largura de banda. Cada canal foi testado individualmente para garantir que os dados recebidos correspondiam ao que foi transmitido.

Em ação, o chip fotônico divide um único laser em muitas frequências e algum processamento é necessário para codificar os dados de luz para cada um dos 37 fluxos de fibra óptica de dados. De acordo com Jørgensen, um dispositivo de processamento óptico refinado e totalmente capaz deve ser construído com aproximadamente o tamanho de uma caixa de fósforos. Este é um tamanho semelhante aos atuais dispositivos de transmissão a laser de cor única usados ​​pela indústria de telecomunicações.

Taxa de transmissão de dados alcançada (triângulos vermelhos) versus taxa de transferência teórica (Crédito da imagem: Universidade Técnica da Dinamarca)

É reconfortante que seremos capazes de manter a mesma infraestrutura de cabos de fibra óptica, mas substituir codificadores/decodificadores de dados ópticos do tamanho de uma caixa de fósforos por dispositivos alimentados por chip fotônico de tamanho semelhante, potencialmente proporcionando um aumento efetivo de 8.251x na largura de banda de dados. Os pesquisadores dizem que há potencial suficiente mostrado em seu trabalho para inspirar “uma mudança no design de futuros sistemas de comunicação”.

Para mais informações sobre as transferências de dados recorde de 1,84 petabits/s, você pode verificar a transmissão de dados Petabit-per-second usando um papel de origem do ressonador de anel microcomb em escala de chip.