Лазерната система за предаване на данни ще работи със сателити, на много високи скорости, и може да замени подводните интернет магистрали в океаните
(снимка: ETH Zurich)
Учени от швейцарския институт ETH Zurich направиха голяма крачка към безжичното предаване на данни. Те демонстрираха работата на лазерна система с пропускателна способност над 1 Tbps на канал на разстояние от 53 км. Изследователите смятат, че тази технология ще замени подводните кабели за интернет, опънати по целия свят.
Иновативната разработка е част от европейския проект Horizon 2020, който финансира авангардни изследвания в размер на 80 милиарда евро. Екипът на ETH, ръководен от професор Юрг Лойтолд, предполага, че оптичната система за предаване на данни ще работи със сателити на много по-високи скорости, елиминирайки необходимостта от физически интернет гръбнак, който пресича океаните.
В изследването учените не са използвали сателит, тъй като е известно, че лазерното предаване на данни работи добре в космоса поради пълната липса на въздух, докато на Земята въздухът може да попречи. Например, сателитите Starlink на SpaceX използват лазери за предаване на данни помежду си. Учените от Цюрих е трябвало да се уверят, че терабитният лазер може да работи в земната атмосфера.
За да докажат своят концепция, изследователите избират далечна цел на голяма надморска височина: планинския проход Юнгфрауйох в швейцарските Алпи, разположен на около 53 км от лазерния източник. За по-висока скорост на предаване на данни е използвана оптична система с модулирана светлинна вълна, разработена от ETH Zurich. Това означава, че приемникът може да чете множество състояния на всеки предаван знак. Променящите се фазови ъгли и амплитуда създават 64 QAM сигнал.
Турбуленцията в атмосферата обаче може да изкриви тези внимателно изградени вълнови форми. Ето защо изследователите си сътрудничат с френската космическа фирма Onera, за да създадат чип за микроелектромеханична система (MEMS) с 97 микроскопични огледала. Този чип може да коригира неправилно фазово изместване със скорост 1500 пъти в секунда, гарантирайки целостта на сигнала.
В изследването е използван само лазер с една дължина на вълната на светлината, тоест с един канал за предаване, но екипът вярва, че технологията може да бъде мащабирана до 40 канала. При около един терабит на канал, експерименталната технология започва да изглежда като алтернатива на физическите кабели.
Експеримент с лазерната технология в планинския проход Юнгфрауйох, швейцарските Алпи
(снимка: ETH Zurich)
Настоящите сателитни интернет системи все още разчитат на микровълнови сигнали и следователно не могат да предават толкова много данни, колкото високочестотният лазер. Възможно е бъдещите интернет сателитни съзвездия да използват лазери за предаване на данни към Земята.
Учените от ETH Zurich обаче ще оставят това на други изследователски екипи. Сега те планират следващата си стъпка – създаване на подобрени модулационни формули за увеличаване на пропускателната способност.