Równoczesna transmisja i przetwarzanie sygnału z prędkością rzędu terabita na sekundę

Równoczesna transmisja i przetwarzanie sygnału z prędkością rzędu terabita na sekundę

Inżynierowie z Laboratorium Systemów Fotonicznych Instytutu Telekomunikacji i Technologii Informatycznych (Calit2) Uniwersytetu California (UC), San Diego osiągnęli rekordową szybkość przetwarzania sygnałów w czasie rzeczywistym. Prace prowadzone są w ramach tworzenia dla amerykańskiej agencji DARPA, terabitowej technologii optycznego przetwarzania informacji.

Zespół profesora Stojana Radica z UC San Diego zaprezentował technologię pozwalającą próbkować w czasie rzeczywistym z prędkością 320 gigabitów na sekundę. „Po raz pierwszy byliśmy w stanie przetwarzać sygnał z prędkością 320 gigabitów na sekundę tworząc przy tym więcej niż osiem kopii sygnału i równocześnie je wszystkie próbkując, co umożliwiło nam przetwarzanie sygnału w czasie rzeczywistym.” – powiedział Radic. Rekordowa była zarówno prędkość, jak i liczba równocześnie próbkowanych kopii.

„Laboratorium Calit2 wykazuje duże zainteresowanie w dziedzinie bardzo szybkiego optycznego przetwarzania sygnałów zmierzając ku zlikwidowaniu różnicy pomiędzy prędkościami przesyłu informacji i ich przetwarzania.” – powiedział Larry Smarr, dyrektor Calit2. „Przyszłość internetu związana jest z przetwarzaniem danych ‘w locie’, nawet przy największych prędkościach przesyłu. Techniki stworzone przez profesora Radica i jego zespół są dużym krokiem w stronę realizacji tej wizji.” – dodał.

„Celem tego czteroletniego projektu jest stworzenie pojedynczej platformy zdolnej przetwarzać informacje z prędkością jednego terabita na sekundę.” – stwierdził Radic. „Przez niewiele ponad rok jego realizacji osiągnęliśmy jedną trzecią zakładanej prędkości, co już jest jakiś rząd wielkości szybciej niż zaawansowane komercyjne optyczne technologie przesyłu sygnału dysponujące prędkościami na poziomie 40 gigabitów na sekundę.” – dodał.

Kluczowym elementem tej technologii jest szerokopasmowy optyczny mikser. Nowa technika pozwala mapować w światłowodzie wahania dyspersyjne na poziomie molekularnym. Mapuje ona geometrię światłowodu w poszukiwaniu odstępstw większych niż kilka nanometrów. „Gdy raz uda się to zrobić, można będzie stworzyć parametryczny mikser o realnej szerokości pasma na poziomie dziesiątków teraherców.” – stwierdził Radic.

Czułość konwencjonalnych technik mapowania światłowodu jest o całe rzędy wielkości za mała, by mogła być tu zastosowana. Technika opracowana na UC San Diego pozwala mapować niemalże idealnie spójne światłowody ze stukrotnie większą rozdzielczością i wrażliwością.

Dzięki mikserowi optycznemu, system z UC San Diego może przetwarzać równocześnie sygnał z więcej niż ośmiu duplikatów z prędkością 320 gigabitów na sekundę, co pozwala stosować znacznie wolniejsze urządzenia bramkujące. Dzięki wielu replikom sygnału, jego części mogą być przechwytywane, routowane i modyfikowane z niższymi prędkościami.

„Posiadanie duplikatów strumienia jest kluczowe z punktu widzenia ciągłego przetwarzania całości danych, gdyż dzisiejsze systemy pozwalają jedynie przechwytywać i przechowywać sygnał do późniejszej analizy.” – wyjaśnił Radic.

Nowa technologia likwiduje dysproporcję pomiędzy prędkością transmisji a przetwarzania. „Prędkości transmisji dzisiaj są na poziomie terabitów na sekundę podczas, gdy prędkości elektronicznego przetwarzania sygnału osiągają ledwie kilku gigabitów na sekundę.” – powiedział Radic. „Zatem technologia ta pozwoli ściągać sygnał z prędkością terabitową, rozdzielić go na równoległe strumienie i przetwarzać równocześnie praktycznie bez opóźnień.” – dodał.

(lk)