Optická vzduchová vlákna přenesou 73,7 Tb za sekundu

Optická vlákna jsou základem celosvětového internetu i lokálních sítí a propojení superpočítačů. Vědci přišli na způsob, jak zvýšit přenosovou rychlost.
Optická vzduchová vlákna přenesou 73,7 Tb za sekundu

V oblasti sítí se nejrychlejším přenosem dat pyšní optické kabely, které jsou tvořeny z optických vláken vytvořených převážně na bázi oxidu křemičitého. Optické kabely jsou základem podmořských síťových kabelů spojující kontinenty, ale i lokálních sítí.

Propustnost v oblasti i stovek terabitů za sekundu se u moderních spojení můžou zdát jako neuvěřitelné, stále je však co vylepšovat. Světlo totiž skrze současná optická vlákna z oxidu křemičitého putuje poměrně pomalu a rozhodně nedosahuje rychlosti světla ve vakuu.

Rychlost světla v optickém vláknu

Pokud jde o rychlost světla ve vakuu, dosahuje známé konstanty 299 792 458 metrů za sekundu. Tato rychlost je maximální ve vakuu, v současných optických vláknech ale pochopitelně žádné vakuum není.

Světlo se v současných optických vláknech odráží v rámci křemenného jádra, což způsobuje výrazné zpomalení. Světlo se tak pohybuje přibližně o 31 % pomaleji než ve vakuu, tedy přibližně 200 000 km/s.

S rychlostí světla souvisí i odezva, tedy jak rychle se signál dostane z jednoho místa na druhé. V takovém případě nemusí jít o velmi dlouhé vzdálenosti o tisíci kilometrech, ale i centimetrové či metrové vzdálenosti mezi jednotlivými procesory v superpočítačích. I na tak krátkém úseku je zpomalení znát a způsobuje nižší výkon.

Vědci ale přišli s novým řešením, které by mělo vyřešit rychlost světla v optických vláknech.

Vzduchová optická vlákna a 99,7 % rychlosti světla

Řešení optických vláken, které zajišťuje index lomu a postup světla celým vláknem, má svůj důvod. Není možné jednoduše udělat optické vlákno, ve kterém bude světlo putovat skrze vzduch či dokonce vakuum, protože při sebemenší změně úhlu narazí do vnitřního povrhu a dojde k přerušení. Použití kombinace skla a vzduchu už vědci samozřejmě také zkoušeli, ale má své problémy. Alespoň do teď měla.

Vědcům z univerzity v Southamptonu se podařilo vytvořit vzduchové optické vlákno, které nejen řeší dřívější problémy s použitím vzduchu v optických vláknech, ale dosahuje nesrovnatelně vyšší propustnosti a nižší odezvy než standardní optické vlákno. Docílili toho úpravou samotného ultratenkého jádra optického vlákna.

Klepněte pro větší obrázek
Ultratenké optické jádro vychází z technologie PCF (photonic-bandgap fiber), Zdroj: Wikipedia

Pomocí kombinace 96 kanálů s rychlostí 256 Gb/s se jim podařilo dosáhnout na krátkém úseku propustnosti 73,7 Tb/s, ale útlum je bohužel vysokých 3,5 dB na jeden kilometr. Technologie je tak zatím určena především na krátké vzdálenosti, které se nachází například ve zmíněné oblasti superpočítačů.

K výměně optických kabelů tak okamžitě nedojde, ale lze očekávat, že se vědcům v budoucnu podaří vyřešit i problém s útlumem na větší vzdálenosti.

Směrem k superpočítačům s výkonem v řádu EXAFLOPS

Do konce tohoto desetiletí bychom měli v rámci jednoho superpočítače dosáhnout na výkon přes jeden EXAFLOPS. Vzhledem k tomu, že takový superpočítač je složen i z tisíců samostatných částí, které jsou společně propojeny optickými kabely, je pokrok v této oblasti velmi důležitý. Výkonné čipy zkrátka nestačí.

V lednu tohoto roku se vědcům z NEC Labs podařilo dosáhnout taktéž významného milníku – pomocí vícejádrového optického vlákna speciálně vyrobeného společností Corning (stojí i za Gorilla Glass) bylo dosaženo propustnosti 1,05 Pb/s (petabitů za sekundu).  

Témata článku: Hardware, Technologie, Vzduch, Optické vlákno, Vlákno, Vědec, Vakuum, Vzdálenost, Southampton, Nature, Gorilla, Made, Corning, Propustnost, Oxid křemičitý, Jednotlivý procesor, TB, Gorilla Glass 4, Oxid, Krátká vzdálenost

Určitě si přečtěte

Tesla chce změnit nákladní dopravu. Její elektrický náklaďák má ohromující parametry

Tesla chce změnit nákladní dopravu. Její elektrický náklaďák má ohromující parametry

** Tesla představila elektrický kamion ** Má obdivuhodný výkon i dojezd ** Prodávat by se měl už za dva roky

17.  11.  2017 | Vojtěch Malý | 182

30 počítačových brzd, které vám zpomalí Windows

30 počítačových brzd, které vám zpomalí Windows

Na webu najdete hromadu rad, jak zrychlit počítač a Windows. My jsme na to šli opačně a naopak jsme hledali činnosti, které ho nejvíce zpomalují. Toto je třicítka těch základních.

12.  11.  2017 | Jakub Čížek | 91

Elektronika, která nepotřebuje kabel ani baterii. Živí se rádiovým šumem

Elektronika, která nepotřebuje kabel ani baterii. Živí se rádiovým šumem

** Každá elektrická krabička má konektor pro napájení nebo baterii ** Jenže pozor, jednou by to tak nemuselo být ** Drobná elektronika se může živit rádiovými vlnami

14.  11.  2017 | Jakub Čížek | 15

Nejlepší notebooky do 10 tisíc, které si teď můžete koupit

Nejlepší notebooky do 10 tisíc, které si teď můžete koupit

** I pod hranicí desíti tisíc korun existují dobře použitelné notebooky ** Mohou plnit roli pracovního stroje i zařízení pro zábavu ** Nejlevnější použitelný notebook koupíte za pět a půl tisíce

16.  11.  2017 | Stanislav Janů | 53

Do 20 let nebude nikdo vlastnit auta, říká zkušený šéf několika automobilek

Do 20 let nebude nikdo vlastnit auta, říká zkušený šéf několika automobilek

** Bývalý šéf a expert z několika velkých automobilek se vyjádřil k budoucnosti tohoto průmyslu ** Do 20 let „nikdo“ nebude vlastnit auta ** Veškerá doprava bude řešená pomocí velkých logistických platforem

15.  11.  2017 | Karel Javůrek | 74


Aktuální číslo časopisu Computer

Otestovali jsme 5 HDR 4K televizorů

Jak natáčet video zrcadlovkou

Vytvořte si chytrou domácnost

Radíme s koupí počítačového zdroje