Tým 34 vědců převážně z Technického institutu v německém Karlsruhe (Karlsruher Institut für Technologie) se podepsalo pod nový rekord v objemu opticky přenášených dat, o kterém referují v nejnovějším vydání Nature Photonics. Pomocí laserového paprsku uvězněného v jednovidovém optickém vláknu se jim podařilo na vzdálenost 50 kilometrů přenášet 26 terabitů informací za sekundu. Tedy tolik, kolik se jich dá zapsat v počítačovém kódu do posloupnosti 26 bilionů nul a jedniček. Ale lépe si to lze představit jako informace ze 700 DVDéček přenesených každou sekundu. Nebo 4 miliony současně probíhajících telefonních hovorů. A to pomocí jednoho optického vlákna, jehož skleněné jádro má průměr od 8 do 10 mikrometrů (vysvětlení) a jednoho zdroje laserového světla.

 

Jednovidové vlákno – struktura: 1. Core (jádro) 8 µm, 2. Cladding (plášť) 125 µm, 3. Buffer (ochranná vrstva) 250 µm, 4. Jacket (obal) 400 µm. Jednovidová vlákna vykazují nejlepší parametry optické přenosové cesty. Tenké jádro má za následek velký úhel odrazu ve vlákně, to vede k menšímu prodloužení dráhy paprsku. Nemůže být použito u geometrických optik. (Kredit: Bob Mellish, Wikimedia Commons)

Němečtí inženýři využili již nějaký ten rok známou a používanou metodu ortogonálního multiplexu s frekvenčním dělením (zkratka OFDM z anglického Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Ta umožňuje informace rozdělit a přenášet pomocí modulace stovek až tisíců nosných frekvencí v daném pásmu. Tým Jürga Leutholda použil standardní jednovidové optické vlákno na přenos dat zakódovaných do modulačních módů 325 optických nosných frekvencí z velmi úzkého spektrálního pásu infračerveného světla 1 533 až 1 565,5 nm. Všechny signály byly generovány pomocí jednoho laseru.

Zvětšit obrázek

Přenos na bázi OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) se již delší dobu běžně používá k bezdrátovému (radiovému) přenosu digitálních dat.

"Zvýšit rychlost zpracování dat ne tisíc násobně, ale až téměř milion násobně, bylo velkou výzvou. Rozhodující inovativní myšlenkou, která to umožnila, bylo optické provedení běžného matematického postupu (rychlé Fourierovy transformace). Náš výsledek je důkazem, že fyzikální limity zatím nejsou překonány ani při extrémně vysokých přenosových rychlostech," tvrdí Leuthold. Podle jeho slov by před několika lety tato zpráva patřila do oblasti sci-fi, a to i pro systémy pracující s několika lasery. Navíc by nová technologie neměla vhodné využití. Dnešní prohlížení videí přes internet, přenosy videokonferencí nebo televizního vysílání si vyžadují zavádění linek s přenosovými rychlostmi dosahujícími až 100 gigabitů za sekundu (sto miliard bitů, tedy desetinu terabitu za sekundu). Ve vývoji jsou systémy, které budou transportovat 400 gigabitů až jeden terabit za sekundu. Práce německých vědců je tedy úspěšným pokusem o realizaci zatím vzdálené vize. Dokazuje, že výpočty v optické oblasti jsou nejen úžasně rychlé, ale i energeticky vysoce efektivní. A to je pro rychle rostoucí množství informací přenášených rozšiřujícím se internetem velmi důležité.

Zdroje: Nature Photonics, EurekAlert!