Record per la fibra: 26 terabit al secondo con il laser

Con la fibra si possono trasferire fino a 26 terabit al secondo. Il record è stato stabilito da un gruppo di ricercatori tedeschi, sfruttando un solo laser. A questo ritmo si potrebbero trasferire in un solo secondo i contenuti di quasi 1.000 DVD in alta definizione tramite fibra ottica.

Per ottenere questo risultato i ricercatori hanno sfruttato un algoritmo conosciuto con il nome di "trasformata di Fourier veloce" (FFT, Fast Fourier Transform), impiegato in diversi campi, compreso quello dell'elaborazione di segnali digitali. La novità di questa ricerca, pubblicata sulla rivista Nature Photronics, è che sono stati separati oltre 300 colori differenti all'interno di un fascio di luce laser, ciascuno codificato con la sua stringa di informazioni.

Con la fibra si possono trasferire fino a 26 terabit al secondo

Gli studi condotti in passato usavano, invece, un solo colore all'intero della fibra, quindi la velocità di trasferimento dei dati era limitata rispetto a questa nuova tecnica. In sostanza, usando un sistema denominato "divisione di frequenza ortogonale multiplexing", venivano impiegati una serie di laser per codificare le stringhe di dati associate ai diversi colori della luce, e spedirli ad alta velocità attraverso la fibra. All'altro capo del cavo un insieme di oscillatori laser si occupava di raccogliere i segnali luminosi in arrivo e invertire il processo di decodifica.

Il professor Wolfgang Freude, co-autore del documento redatto presso l'Istituto di tecnologia di Karlsruhe in Germania, ha spiegato che il limite massimo di dati che si potevano trasferire in questo modo era limitato dal numero dei laser disponibili, e pertanto dai costi. Un esperimento aveva dimostrato che è possibile raggiungere velocità di trasferimento di 100 terabit al secondo, ma erano stati messi in campo qualcosa come 370 laser: abbastanza da riempire interi scaffali e da consumare diversi kilowatt di potenza.

Il vantaggio della nuova tecnologia è che viene impiegato un solo laser, quindi ha costi sostenibili

La velocità di 26 terabit al secondo è raggiungibile, invece, con un solo laser e inviando impulsi estremamente brevi. Ciascun impulso trasmette un numero discreto di colori di luce all'interno di quello che è noto come un "pettine di frequenze". Quando questi impulsi vengono inviati in una fibra ottica, i colori possono mescolarsi insieme fino a creare 325 sfumature differenti, ciascuna delle quali può essere codificata con un flusso di dati univoco. Nell'esperimento i segnali sono stati trasmessi attraverso un cavo in fibra ottica da 50 km, quindi è stata sfruttata la trasformata di Fourier per estrarre i colori dal fascio di ingresso.

Secondo il professor Freude la sua tecnologia si può integrare in un comune chip di silicio

Il professor Freude ha spiegato che la tecnologia messa a punto dal suo gruppo di lavoro surclassa gli approcci precedenti, e potrebbe essere integrata in un banale chip di silicio con costi sostenibili per la produzione in volumi. Freude ammette che la sua idea è complessa, ma ricorda: "pensate agli enormi progressi compiuti nel campo della fotonica del silicio. 10 anni fa nessuno avrebbe immaginato che oggi sarebbe stato così comune integrare circuiti ottici in un chip di silicio".