[圖文]德國研製超級光纖 每秒可傳輸26T數據
德國科學家讓一根光纖的數據傳輸速度達到每秒26T,相當於700張DVD。
借助於激光,光纖創造了一項新的數據傳輸速度紀錄,每秒可傳輸26T數據,相當於700張DVD。這種超速數據傳輸技術由德國卡爾斯魯厄理工學院的研究人員研發。他們認為新的超速數據傳輸技術已經成熟,可應用於商業領域。
根據《自然語音學》(Nature Phonetics)雜誌報道,研究過程中,他們利用快速傅氏變換算法將一個激光束分成300多種顏色,每一種顏色的激光攜帶一串編碼信息。最近幾年,進一步提高光基通訊技術數據傳輸速度的努力取得重大進展。早期的光纖技術編碼數據只涉及一種顏色的光,最近幾年,研究人員採用大量其他方式提高數據傳輸速度,例如正交頻分復用技術。這項技術利用大量激光讓不同顏色的光攜帶成串的編碼數據,而後在光纖中傳輸。在接收端,另一組激光振蕩器用於逆轉這一過程。
研究論文合著者、卡爾斯魯厄理工學院的沃爾夫岡·弗洛伊德教授表示,這種方式的數據傳輸速度只取決於使用的激光數量。他在接受英國廣播公司採訪時說:「實驗中,每秒傳輸的數據達到100T。問題是,這要使用370束激光,讓成本達到一個驚人數字。大量激光的使用還會消耗很多電量。」
弗洛伊德和同事使用一束極短脈衝激光「複製」出類似傳輸速度。大量不連續的激光顏色被稱之為「頻梳」,存在於這些脈衝中。一旦輸入光纖,顏色可以增加或者減少,混合在一起形成大約325種顏色,每一種可攜帶自身的編碼數據流。2010年,弗洛伊德的研究小組借助數量較少的顏色實現每秒超過10T的傳輸速度。
用於分離不同顏色的傳統高速方式在接收端並不起作用。在他們最近進行的實驗中,研究小組在數據穿過50公里的光纖後成功接收數據流。在激光束的不同元素抵達接收端時,快速傅氏變換算法從一個輸入的光束中提取顏色。弗洛伊德採用光學手段而不是數學手段做到這一點,後者無法實現如此高的傳輸速度。他們將進入的光束分割成不同的路徑,讓它們擁有不同的到達時間,最後借助探測器將它們重新組合在一起。
將不同顏色的數據組合在一起較為簡單,只要組合在不同時間到達的數據即可。弗洛伊德表示,他的新設計要比早期手段更為理想,能夠形成帶有時間延遲的不同顏色激光。他指出這項技術可用於硅芯片製造,具有廣闊的商業應用前景。雖然整個過程較為複雜,但弗洛伊德相信人們對更快數據傳輸速度的需求將不斷提高。他說:「想一想硅光技術,這在10年前還是任何人都無法想像的,然而現在,將複雜的光學電路集合在一塊硅芯片上卻已非常普遍。」