Berta Sándor
Világrekord az ultragyors adatátvitelben
A Karlsruhei Technológiai Intézet (KIT) kutatóinak sikerült egy lézersugár segítségével 700 DVD-nyi adatot egyetlen másodperc alatt eljuttatniuk 50 kilométer távolságba, majd az információkat újra dekódolni.
A sikeres kísérletet végrehajtó csoport tagja volt három professzor (Jürg Leithold, Wolfgang Freude és Christian Koos), valamint René Schmogorow és David Hillerkuß. Ez volt a legnagyobb méretű adatcsomag, amit egy lézersugár segítségével valaha továbbítottak. A csapat saját tavalyi rekordját döntötte meg, amikor sikerült a 10 Tbit/s-os adatátviteli sebességet túlszárnyalniuk. A mostani siker kulcsa egy általuk kifejlesztett új adatdekódolási eljárás volt, amihez a szakemberek az úgynevezett orthogonal frequency division multiplexinget (OFDM) használták. Az OFDM-eljárást évek óta sikeresen alkalmazzák a mobil kommunikációban.
A technológia lényege, hogy az adatforgalom a lézersugár színekre bontásával növelhető. A kutatók a lézersugárral mintegy 350 színt hoztak létre, és ezekhez a színekhez kódolhatók az átvitelre szánt adatokat. "Az igazi művészet abban állt, hogy az eljárást ne csak ezerszer, hanem egymilliószor gyorsabbá tegyük és így elérhetővé váljon a 26 Tbit/s-os adatviteli sebesség elérése. Az úttörő ötlet a matematikai rutinok optikai megvalósítása volt" - hangsúlyozta Jürg Leuthold, a KIT Mikrostruktúra-technikai, illetve Fotonikai és Kvantumelektronikai Intézetének vezetője.
Jürg Leuthold a jel figyelése közben
A szakember közlése szerint a tesztek során kiderült, hogy az optikai területen végzett számítások nem csak rendkívül gyorsan, hanem nagy hatékonysággal is elvégezhetők, mivel csak a lézerhez és néhány lépés végrehajtásához van szükség energiára. "Eredményeink azt bizonyítják, hogy még az extrém magas adatátviteli sebességeknél is messze vannak még a fizikai határok, továbbá hogy ez a kapacitás már jelenleg is megvalósítható, ráadásul energiatakarékos módon. Néhány évvel ezelőtt a 26 Tbit/s-os sebesség még a lézeres rendszerek számára is utópisztikusnak tűnt, és akkoriban nem is voltak ehhez megfelelő alkalmazások. Ekkora sebesség mellett lehetőség lenne 400 millió (!) telefonbeszélgetés egyidejű továbbítására. Korábban még nem is volt igény ekkora teljesítményre, ma viszont már mindez másként van" - emelte ki a professzor.
A jelenlegi kutatások célja, hogy olyan rendszereket fejlesszenek ki, amelyek tartósan képesek a 400 Gbit/s és 1 Tbit/s közötti adatátviteli sebességek biztosítására. A mostani eredmény ezeket a fejlesztéseket jelentős mértékben felgyorsítja. Ezzel az adatátviteli eljárással a jelenlegi optikai hálózatok egyszerűbben fejleszthetők az egyre nagyobb sávszélességet igénylő megoldások, mint a 3D-tévéadás, vagy a felhőalapú számítástechnika kiszolgálására. Az abszolút adatátviteli rekordot japán tudósok tartják, akiknek az év elején összetett lézersugárral 109 terabit/másodperces sebességet sikerült elérniük. A német, svájci és brit kutatócsoport újítása abban rejlik, hogy ezt a másodpercenkénti 26 terabites adatátvitelt csupán egyetlen lézersugárral érték el.
A sikeres kísérletet végrehajtó csoport tagja volt három professzor (Jürg Leithold, Wolfgang Freude és Christian Koos), valamint René Schmogorow és David Hillerkuß. Ez volt a legnagyobb méretű adatcsomag, amit egy lézersugár segítségével valaha továbbítottak. A csapat saját tavalyi rekordját döntötte meg, amikor sikerült a 10 Tbit/s-os adatátviteli sebességet túlszárnyalniuk. A mostani siker kulcsa egy általuk kifejlesztett új adatdekódolási eljárás volt, amihez a szakemberek az úgynevezett orthogonal frequency division multiplexinget (OFDM) használták. Az OFDM-eljárást évek óta sikeresen alkalmazzák a mobil kommunikációban.
A technológia lényege, hogy az adatforgalom a lézersugár színekre bontásával növelhető. A kutatók a lézersugárral mintegy 350 színt hoztak létre, és ezekhez a színekhez kódolhatók az átvitelre szánt adatokat. "Az igazi művészet abban állt, hogy az eljárást ne csak ezerszer, hanem egymilliószor gyorsabbá tegyük és így elérhetővé váljon a 26 Tbit/s-os adatviteli sebesség elérése. Az úttörő ötlet a matematikai rutinok optikai megvalósítása volt" - hangsúlyozta Jürg Leuthold, a KIT Mikrostruktúra-technikai, illetve Fotonikai és Kvantumelektronikai Intézetének vezetője.
Jürg Leuthold a jel figyelése közben
A szakember közlése szerint a tesztek során kiderült, hogy az optikai területen végzett számítások nem csak rendkívül gyorsan, hanem nagy hatékonysággal is elvégezhetők, mivel csak a lézerhez és néhány lépés végrehajtásához van szükség energiára. "Eredményeink azt bizonyítják, hogy még az extrém magas adatátviteli sebességeknél is messze vannak még a fizikai határok, továbbá hogy ez a kapacitás már jelenleg is megvalósítható, ráadásul energiatakarékos módon. Néhány évvel ezelőtt a 26 Tbit/s-os sebesség még a lézeres rendszerek számára is utópisztikusnak tűnt, és akkoriban nem is voltak ehhez megfelelő alkalmazások. Ekkora sebesség mellett lehetőség lenne 400 millió (!) telefonbeszélgetés egyidejű továbbítására. Korábban még nem is volt igény ekkora teljesítményre, ma viszont már mindez másként van" - emelte ki a professzor.
A jelenlegi kutatások célja, hogy olyan rendszereket fejlesszenek ki, amelyek tartósan képesek a 400 Gbit/s és 1 Tbit/s közötti adatátviteli sebességek biztosítására. A mostani eredmény ezeket a fejlesztéseket jelentős mértékben felgyorsítja. Ezzel az adatátviteli eljárással a jelenlegi optikai hálózatok egyszerűbben fejleszthetők az egyre nagyobb sávszélességet igénylő megoldások, mint a 3D-tévéadás, vagy a felhőalapú számítástechnika kiszolgálására. Az abszolút adatátviteli rekordot japán tudósok tartják, akiknek az év elején összetett lézersugárral 109 terabit/másodperces sebességet sikerült elérniük. A német, svájci és brit kutatócsoport újítása abban rejlik, hogy ezt a másodpercenkénti 26 terabites adatátvitelt csupán egyetlen lézersugárral érték el.
