Os cientistas continuam a explorar os registros de transmissão de dados, com a transmissão mais rápida de informações entre um laser e um único sistema de chip óptico agora definido em 1,8 petabits por segundo. Isso é bem superior à quantidade de tráfego que passa por toda a Internet a cada segundo.
Aqui está outra comparação: a velocidade média de download de banda larga nos EUA é de 167 megabits por segundo. Você precisa de 1.000 megabits para chegar a um gigabit e, em seguida, 1 milhão de gigabits para chegar a 1 petabit.
Não importa como você o apresente, 1,8 petabits é uma quantidade séria de dados para transmitir em um segundo.
O sistema de transferência de dados superalimentado é construído em torno de um chip óptico de design personalizado, que usa a luz de um único laser infravermelho e a divide em centenas de frequências. As frequências são isoladas a distâncias fixas umas das outras, como dentes em um pente – daí o nome dessa configuração, que é um pente de frequência.
Cada ‘dente’ em um pente de frequência pode enviar sua própria rajada de dados, que é como as enormes taxas de transmissão são alcançadas. Usando meios mais convencionais, seriam necessários cerca de mil lasers para carregar o mesmo número de 1s e 0s.
“O que há de especial neste chip é que ele produz um pente de frequência com características ideais para comunicações de fibra óptica”, diz o nanocientista Victor Torres Company, da Chalmers University of Technology, na Suécia.
“Ele tem alta potência óptica e cobre uma ampla largura de banda dentro da região espectral que é interessante para comunicações ópticas avançadas.”
Para alcançar a façanha, os pesquisadores dividiram o cabo de fibra óptica em 37 seções de núcleo distintas e, em seguida, cada seção foi dividida em 223 fatias de frequência diferentes – os dentes do pente. Ter tantos dados enviados em paralelo foi crucial para atingir a taxa de recorde.
Os dados reais em si foram codificados nos sinais de luz usando um processo chamado modulação, que ajusta a altura, a força, o ritmo e as direções das ondas de luz para armazenar os 1s e 0s que compõem os dados digitais.
Por enquanto, isso é apenas uma prova de conceito, até porque os computadores não são capazes de gerar ou receber tantos dados de uma só vez. No caso desta pesquisa, dados ‘fictícios’ artificiais foram usados para garantir que o sistema funcionasse como pretendido.
Além disso, componentes extras – incluindo dispositivos de codificação de dados – precisam ser incorporados ao chip. Uma vez feito isso, dizem os pesquisadores, o sistema resultante será muito mais rápido e com menos consumo de energia do que o que temos atualmente.
“Nossa solução oferece um potencial para substituir centenas de milhares de lasers localizados em hubs de Internet e centros de dados, todos consumindo energia e gerando calor”, diz o engenheiro elétrico Leif Katsuo Oxenløwe, da Universidade Técnica da Dinamarca.
“Temos a oportunidade de contribuir para alcançar uma Internet que deixe uma pegada climática menor.”
Através do uso de um modelo computacional, os pesquisadores também foram capazes de determinar que há um potencial substancial quando se trata de escalar o sistema – taxas de transmissão de dados ainda mais altas devem ser possíveis no futuro.
Ao dividir ainda mais as frequências de luz e amplificar ainda mais os sinais produzidos, são viáveis taxas de até 100 petabits por segundo, mostram os modelos. Tudo isso pode ser feito sem perder a confiabilidade dos dados.
Chegar a esse estágio vai depender de melhorias em outras áreas da computação e na infraestrutura de internet, mas as tecnologias subjacentes – lasers, fibra ótica – não estão muito distantes do que já estamos usando.
“Quanto mais componentes pudermos integrar no chip, mais eficiente será todo o transmissor”, diz Katsuo Oxenløwe. “Será um transmissor óptico extremamente eficiente de sinais de dados.”
Publicado em 27/10/2022 06h37
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