Purustati andmeside maailmarekord - uus tippnäitaja on 1,84 petabitti sekundis!

Uue võrguseadmega andmesidepiirangud kaoksid - olemasolevaid valguskaableid pidi saaks korraga edastada astronoomilise hulga andmeid. Foto: Guillaume Meurice / Pexels

• Rekordkiirusel andmete liikumine saavutati ühe kiibi ja ühe laseriga tikutopsisuuruses karbis
• 1,84 petabitti sekundis on sama palju, kui kaks korda praeguse interneti andmesidemaht kogu maailmas

Sel ajal, kui enamuseni meist ei jõua veel isegi gigabitine võrguühendus, on teadlased purustamas rekordeid petabittide maailmas. Kui 2020. aastal ületati Jaapanis esimest korda ühe petabiti (miljon gigabitti) sekundis piir, siis nüüd on Taani ja Rootsi teadlased saavutanud ühe laseri ja ühe kiibiga 1,84 Pbit/s kiiruse.

Rekordiline andmeedastuskiirus on umbes kaks korda nii palju, kui on kogu maailma interneti läbilaskevõime.

Taani tehnikaülikooli ja Chalmersi ülikooli teadlased kasutasid sellise kiiruse saavutamiseks spetsiaalselt disainitud kiipi, mis saadab infot «vikerkaarelaseriga». See tähendab, et ühe laserkiirega edastatakse korraga valgust paljudel erinevatel lainepikkustel ja kogu spektris toimub valguse muundamine vastavalt saadetavatele bittidele. Valgus suunatakse tavalisse optilisse kaablisse ning vastuvõtja peab igast valguse värvist välja noppima andmed, mis saabuvad samal ajal paljudel lainepikkustel korraga.

Tavaliselt saadavad ühevärvilised laserid üsna kitsas sagedusalas andmeid ning kui neid kasutada edastamiseks kiirusega 1,8 petabitti sekundis, läheks vaja juba ligi tuhat kõrvuti töötavat laserit.

Teadlased avastasid tohutu andmeedastusvõime üsna juhuslikult. Samas tähendab see uutmoodi laseriga andmeedastus ka võimalust seda värskelt saavutatud rekordit kiirelt purustada. Kui ülekandeseadet edasi arendada, usuvad katses osalenud teadlased, et ka 100 petabitti sekundis poleks võimatu.

Lahendus aitaks veel andmesidevõrkude energiatarvet tohutult kokku hoida, sest paljude laserite asemel piisaks ülekandeks ühest seadmest.

Kuidas see töötab?

1,84 petabitti sekundis edastatakse andmeid üle «vikerkaare» ehk korraga valguse erinevatel lainepikkustel. Kõigepealt jagatakse andmed modulaatorite vahel ära, mis moduleerivad erinevat värvi valgust ehk vastavaid lainepikkusi andmetega. Siis kiirgab laser selle valgena näiva valgusena läbi valguskaabli vastuvõtjasse. Seal tehakse vastupidine protsess - jagatakse valgus spektris laiali erinevateks lainepikkusteks ja võetakse sealt välja edastatud andmed. 

Kokku on erinevaid lainepikkusi, mida katses kasutati, 37. Teadlaste valmistatud kiibil, mis on pigem fotoonika- kui elektroonikalahendus, jagatakse sissetulev andmevoog seega 37 osaks, mis liiguvad valguskaablis eraldi lõimedena. Enne edastamist jagatakse igas sellises lõimes olevad andmed veel omakorda 223 tükiks, millest igaüks läheb teele vastavas optilise spektri osas.

Kogu seadeldis mahub ära tikutopsisuurusse karpi. Seega pole vaja ka teab mis suurt varustust, et rekordkiirusel andmeid edastada.

Testimisel kasutati 7,9 kilomeetri pikkust tavalist valguskaablit, milles info liikus rekordkiirusel. Järelikult saaks põhimõtteliselt luua lähitulevikus peaaegu piiramatu mahuga andmesidekanali juba olemasolevate valguskaablite põhjal ja võrku ümber ehitada pole tarvis.

Veel üks võimalus andmeid ülikiirelt või peaaegu hetkega edastada on kvant-teleportatsioon, mis on jõudnud esimeste katseteni ja edusamme juba tehakse. Kvantteleportatsioonilt loodetakse tulevikus murdmatut turvalisust andmeedastusel.