Z takim łączem mógłbyś przesłać 329 tys. filmów w sekundę. Jest rekord prędkości internetu
329 tysięcy filmów w sekundę lub cała biblioteka Spotify w mniej niż pół sekundy. Tak szybki światłowód został właśnie opracowany przez duńskich badaczy i pobił obecny rekord świata pod względem prędkości transmisji danych. Wbrew pozorom naukowcy nie opracowali go dla rozrywki, ale by uczynić internet bardziej zielonym.
Kiedy w 1969 roku Departament Obrony Stanów Zjednoczonych uruchomił ARPANET - bezpośredniego przodka współczesnego internetu, inżynierowie zachwycali się jego zawrotną prędkością 56 Kb/s. Po 53 latach ta prędkość brzmi śmiesznie, bowiem obecnie przeciętny polski dom posiada połączenie o szybkości pobierania przekraczającej 100 Mb/s.
100 Mb/s to średnia dla wszystkich polskich domostw, lecz operatorzy oferują połączenia, przekraczające 1 Gb/s. Jednakże wszystkie te liczby mają się nijak do rekordu ustanowionego przez duńskich naukowców. Uczonym z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego udało się osiągnąć prędkość transmisji danych na poziomie 1,84 Petabita na sekundę (Pbit/s). Co ciekawe, w ramach tego samego eksperymentu Duńczycy jako pierwsi w historii osiągnęli szybkość przesyłu danych na poziomie 1 Pbit/s wykorzystując pojedynczy laser i pojedynczy czip optyczny.
Najszybszy internet świata opracowany na duńskim uniwersytecie
Znane wszystkim światłowody to kable, które od wewnątrz pokryte są lustrzaną powłoką. Transmisja danych odbywa się poprzez wiązki światła emitowane przez diody laserowe. Wiązki światła są wykrywane i przetwarzane przez czipy optyczne - wyspecjalizowane układy scalone.
Do opracowania światłowodu zdolnego przesyłać dane z prędkością 1,84 Pbit/s duńscy badacze wykorzystali zaprojektowany na zamówienie czip optyczny. Ten układ scalony potrafi wykorzystać światło z pojedynczego lasera emitującego promieniowanie podczerwone do emitowania promieniowania o wielu różnych częstotliwościach - innymi słowy tęczowego spektrum. Dzięki temu laser emitujący światło w jednej, konkretnej częstotliwości (kolorze) może być wykorzystany do emitowania wiązek światła o wielu innych kolorach.
Wiązki światła o poszczególnych kolorach są ułożone obok siebie, dzięki czemu promieniowanie laserowe wykorzystane przez naukowców (tzw. optyczny grzebień częstości) wygląda niczym połączenie tęczy i grzebienia. Jednocześnie każdy kolor jest w stanie indywidualnie przenosić dane, które następnie są "składane" przez światłowód w jedną wiązkę świetlną.
Najszybszy internet świata to również nadzieja na bardziej przyjazny środowisku internet
Takie podejście do problemu pozwoliło duńskim badaczom na demonstracyjne przesłanie danych z prędkością 1,8 Pbit/s. Jak mówią uczeni, rozwiązania stosowane w powszechnie stosowanych światłowodach sprawiają, że do osiągnięcia takiej prędkości w przeciętnym, komercyjnym światłowodzie wymagałoby ponad 1000 laserów.
Dzięki obliczeniom wykonanym przez model obliczeniowy sztucznej inteligencji wykazano, że dalszy rozwój prac nad projektem duńskiego światłowodu ma potencjał do osiągnięcia jeszcze większej szybkości - nawet do 100 Pbit/s.
Nasze obliczenia pokazują, że - dzięki pojedynczemu chipowi wykonanemu przez Uniwersytet Techniczny Chalmersa oraz laserowi - będziemy w stanie przesyłać dane do 100 Pbit/s. Wynika to z faktu, że nasze rozwiązanie jest skalowalne - zarówno pod względem tworzenia wielu częstotliwości, jak i dzielenia grzebienia częstotliwości na wiele kopii przestrzennych, a następnie optycznego ich wzmacniania i wykorzystywania jako równoległych źródeł, za pomocą których możemy przesyłać dane. Mimo, że kopie grzebienia muszą być wzmacniane, nie tracimy właściwości grzebienia, które wykorzystujemy do efektywnej spektralnie transmisji danych.
Powiedział profesor Leif Katsuo Oxenlowe
Projektując światłowód zdolny przesyłać dane w petabitach naukowcy kierowali się przede wszystkim zastąpieniem setek tysięcy laserów znajdujących się w internetowych hubach i centrach danych. Będąc w stanie używać światłowodów wykorzystujących zaledwie jeden laser do ogromnych ilości danych, owe huby i centra danych znacznie zredukują zużycie prądu, zmniejszając ślad kliamtyczny.
Jednak zanim to nastąpi, przed inżynierami z całego świata jeszcze wiele pracy.
"Na całym świecie trwają prace nad zintegrowaniem lasera z czipem optycznym i my również nad tym pracujemy. Im więcej komponentów uda nam się zintegrować w czipie, tym wydajniejszy będzie cały nadajnik. [...]"
Podsumował Oxenlowe
1,84 petabita na sekundę? Jednostka trudna do wyobrażenia
Mówiąc o jednostkach przepustowości oraz transmisji danych, współcześnie operujemy najczęściej gigabitami oraz megabitami. Terabity, jednostka, która w tabeli wielokrotności bitów stoi "ponad" gigabitami jest trudna do wyobrażenia, a co dopiero petabity. Z przedrostkiem tera- najczęściej mamy styczność, mówiąc o pojemności, bowiem znaczna część produkowanych obecnie nośników pamięci wyposażona jest w przynajmniej jeden terabajt pamięci - tysiąc gigabajtów.
Jednakże przedrostek peta- nie funkcjonuje w świadomości przeciętnego użytkownika internetu. Dane w petabajtach i prędkość tansmisji danych w petabitach liczą za to naukowcy oraz koncerny Big Data, takie jak Amazon czy Facebook.
Prędkość 1 Tb/s to odpowiednik 1000 Gb/s. Z kolei 1 Pbit/s to odpowiednik 1000 Tb/s. Stąd prosta kalkulacja, że 1 Pbit/s to odpowiednik jednego miliona Gbit/s.
W 2021 roku średnio co sekundę przesyłano 150 tysięcy gigabajtów danych. Duńskie łącze byłoby w stanie w mniej niż sekundę przesłać wszystkie te dane.
W 2021 roku japońskim naukowcom udało się opracować rozwiązanie pozwalające na przesył danych z prędkością szacowaną na 319 Tb/s, która zdaniem badaczy pozwalała na jednoczesne pobranie 57 tysięcy filmów w zaledwie jedną sekundę. Duński światłowód podbija ten wynik, osiągając prędkość prawie 329 tysięcy filmów na sekundę.
