德国波鸿大学斥地出超快自旋激光器 可实现240Gb/s数据传输速度

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照片起原RUB / Kramer

德国研究人员测试了一种新的高速数据传输体式,这种体式能够将保持速度提高5倍甚至更多。在该原型手艺中,激光仍然是信息的载体,但01是凭据光束的振荡偏振而不是强度进行编码的。

这项新手艺也能够在室温下工作,并且比强法消费的能量更少——强法中,“1”由通亮的激光脉冲透露,而“0”则是暗淡的激光脉冲或基本没有激光脉冲来透露

相反,经由激光偏振传输数据,则需要将“1”编码为左旋圆偏振光脉冲,而“0”则编码为右旋圆偏振光脉冲

激光偏振方式若能扩展到实验室之外,将或者减轻数据中心和办事器机群的冷却压力和降低能耗。

凭据研究人员的较量,这种基于偏振的数据传输方式能够达到每秒240千兆比特的数据传输速度同时,比拟于传统的每秒25千兆比特的基于光强的方式,发生的热量为其7%摆布

德国波鸿大学RUB光子学和太赫兹手艺系主任Nils Gerhardt说“平日情形下,经由加大激光的抽运力度,能够提高传输速度,这就主动意味着你要消费大量电力并发生大量热量。这对今天的办事器群来说是一个大问题。然则我们概念中的带宽并不依靠于功耗。即使在低电流下,我们也有沟通的带宽。

Gerhardt的研究团队本月在Nature上揭橥了他的研究功效(此前他们在预印本平台arXiv上发布了一份稿本),其文章题目为“Ultrafast spin-lasers”。迄今为止,他们只在实验室里斥地了一个概念验证系统。今朝的手艺也有一个很长的配景故事。自1997年以来,研究人员一向在研究某些半导体激光器中的电子自旋与其激光偏振的关系。

然而,直到比来几年,相关手艺融合在一路才使数据传输速度跨越了基于强的激光器供应的最快速度。

照片起原RUB / Kramer

例如,在2016年,Gerhardt的团队揭橥了文章介绍了他们手艺的早期版本,早期版本的手艺实现了44GHz偏振调制——潜在地可转化为每秒44千兆比特的数据传输速度。这接近于当前阶段基于光强的手艺的已知的速度极限(估量在每秒40到50千兆比特之间)。

另一方面,,不要把传统的方式一笔勾销。基于光强的数据传输或者还有其他体式能够百千兆比特/的范畴进行竞争。然则正如Gerhardt及论文合著者所指出的,即使是像“锁模半导体激光二极管”和“量子级联激光器”如许的奇异手艺,也还没有证实基于光强的激光器能供应远高于100千兆比特这一阈值数据传输速度

比拟之下,Gerhardt的团队估量每秒240千兆比特或者只是达到更高数据传输速度的一个台阶。例如,他们的论文商议了基于砷化镓的半导体激光器,理论上能够实现跨越每秒500千兆比特的偏振数据传输速度。

当然,证实手艺能够在实际世界中而不光仅是在实验室中奏效主要的下一步工作

Gerhardt说GoogleFacebook或Amazon竖立的每个新办事器机群都需要更高的带宽和更低的能耗。稀奇是,互连的速度今朝是一个限制身分。

他说,他们团队正在测试的手艺更适合于数据中心或办事器机群中的节点之间的互连,而不是用于互联网骨干网(它需要的是经由更多时间考验的可以靠得住地传输高容量的数据的手艺)

事实上,他们仍在试图弄清楚若何往返调制圆偏振来实现高速度高靠得住性和可反复的数据传输今朝,他们在不损坏电路板的情形下,经由物理弯曲电路板,实现了一些巧妙的高速偏振调制。对于数据中心的义务要害型硬件而言,这更像是一种不靠谱的实验室魔术,而非生产工艺

Gerhardt说今朝,这是一个概念。在我们制造出你能够购置的现成设备之前,我们还有好多研究要做还有好多挑战要去解决


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