Вчені з США продемонстрували передачу даних зі швидкістю більш ніж терабіт в секунду. Для цього дослідники використовували технологію цифрової абонентської лінії, на якій будується телефонна комунікація, і застосували її до високочастотного сигналу, що поширюється по мідним хвилеводам. Робота представлена ​​в журналі Applied Physics Letters.

У 1986 році Джон Чіоффі (John Cioffi), будучи професором в Стенфорді, разом зі своїми студентами розробив техніку багатотонової модуляції сигналу, яка стала основою для технології цифрової абонентської лінії - наприклад, завдяки цій технології ми маємо швидкий доступ в інтернет. Однак, швидкість передачі інформації все ще сильно обмежена, і вчені шукають більш ефективний спосіб обміну даними в рамках вже розробленої технології. Один з можливих напрямків - це використання високочастотних сигналів, адже високі частоти дозволяють збільшити пропускну здатність каналу.

Вчені з університету Брауна і компанії ASSIA, спільно з Джоном Чіоффі, вперше експериментально перевірили працездатність цифрової абонентської лінії на частотах близько 200 гігагерц. Для цього фізики використовували мідний хвилевід з двома каналами, що йдуть паралельно - такі системи забезпечують можливість передачі паралельних неінтерферірующіх потоків даних.

exper

Експериментальна реалізація протоколу передачі даних.

Для того, щоб підтвердити, що між даними, що посилаються по різних каналах, немає кореляції, вчені виміряли просторовий розподіл енергії електромагнітного поля на виході хвилеводу. Так само за допомогою чисельної моделі дослідники оцінили втрати в каналі, які ведуть до втрати швидкість передачі даних. Експериментальні результати добре зійшлися з чисельним прогнозами: швидкість більше 1 терабіта в секунду вдалося досягти у хвилеводі довжиною менше 9 метрів. Втрати виникають в основному через омічні втрати і на 15 метрах швидкість падає до 30 гігабіт на секунду.

speed

Швидкість передачі досягає 15 терабіт в секунду при довжині хвилеводу 1 метр, проте на 15 метрах швидкість падає до 30 гігабіт на секунду.

Поставлений експеримент демонструє доцільність використання високочастотних сигналів для високошвидкісної передачі даних. Поки якість обладнання не дозволяє передавати інформацію на великі відстані з такою швидкістю, проте швидка передачі даних на короткі відстані важлива, наприклад, в дата-центрах або в каналах між чіпами на одній платі.

Швидкість, досягнута вченим, дійсно вражає, особливо якщо згадати швидкість передачі даних, яку підтримують використовувані сьогодні порти і стандарти. Наприклад, швидкість порту USB4 40 гігабіт на секунду, швидкість мережі 5G може досягати 35 гігабайт в секунду, а швидкість флеш-пам'яті за новою версією стандарту UFS становить 11,6 гігабіт на секунду.