单个激光器破传输速度纪录，相当于一秒钟内传输了整个互联网的流量

科学家们继续打破数据传输记录，激光和单个光学芯片系统之间最快的信息传输速度现在设定为每秒 1.8 拍比特。这远远超过每秒通过整个互联网的流量。

这是另一个比较：美国的平均宽带下载速度是每秒 167 兆比特。您需要 1,000 兆比特才能达到千兆位，然后需要 100 万兆比特才能达到 1 拍比特。

无论您如何表达，1.8 PB 都是每秒传输的大量数据。

增压数据传输系统围绕定制设计的光学芯片构建，该芯片使用来自单个红外激光器的光并将其分成数百个频率。频率以固定的距离相互隔离，就像梳子中的牙齿——因此这个装置的名字是频率梳。

频率梳上的每个“齿”都可以发送自己的数据突发，这就是实现巨大传输速率的方式。使用更传统的方法，需要大约一千个激光器来携带相同数量的 1 和 0。

瑞典查尔姆斯理工大学的纳米科学家 Victor Torres Company 表示：“这种芯片的特别之处在于它产生了一种具有光纤通信理想特性的频率梳。”

“它具有高光功率，覆盖了对先进光通信感兴趣的光谱区域内的宽带宽。”

为了实现这一壮举，研究人员将光缆分成 37 个不同的核心部分，然后将每个部分分成 223 个不同的频率片——梳齿。并行发送如此多的数据对于实现创纪录的速率至关重要。

实际数据本身使用称为调制的过程编码到光信号中，该过程调整光波的高度、强度、节奏和方向，以存储构成数字数据的 1 和 0。

目前这只是一个概念验证，尤其是因为计算机无法同时生成或接收如此多的数据。在这项研究中，人工“虚拟”数据被用来确保系统按预期工作。

更重要的是，额外的组件——包括数据编码设备——需要被整合到芯片中。不过，研究人员表示，一旦完成这项工作，最终的系统将比我们目前拥有的系统更快、耗电量更少。

丹麦技术大学的电气工程师 Leif Katsuo Oxenløwe 说：“我们的解决方案有可能取代位于互联网中心和数据中心的数十万台激光器，所有这些激光器都消耗大量电力并产生热量。”

“我们有机会为实现留下更小气候足迹的互联网做出贡献。”

通过使用计算模型，研究人员还能够确定在扩展系统方面存在巨大潜力——未来甚至更高的数据传输速率应该是可能的。

模型显示，通过进一步拆分光频率并进一步放大产生的信号，高达每秒 100 拍比特的速率是可行的。所有这些都可以在不损失数据可靠性的情况下完成。

达到那个阶段将取决于其他计算领域和互联网基础设施的改进，但基础技术——激光、光纤——与我们已经使用的技术相差不远。

“我们可以在芯片中集成的组件越多，整个发射器的效率就越高，”Katsuo Oxenløwe 说。“这将是一种极其高效的数据信号光发射器。”

该研究已发表在《自然光子学》上。