芯片人的骄傲！单芯片光源创下数据传输新纪录！

2022-10-27 06:10

作者：芯光犬

排版：RedCandy

出品：SOlab

深度好文，1400字=3分钟阅读

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单芯片光源传输速度的又一里程碑

近几十年来，随着因特网技术的迅猛发展，信息和通信技术在全球范围内占据了主导地位。利用单一光源和光学芯片进行数据传输的速度记录又一次被打破。

最近科学界的顶级刊物《自然》杂志的《自然光子学》子刊上发表了一篇由丹麦哥本哈根大学尼尔斯玻尔学院主导的研究成果，科学家们创造了每秒1.84 pb（Pbit/s）的惊人速度传输数据，几乎是全球互联网每秒总流量的两倍。

该数据传输速率创下了通信数据传输的新纪录。这项技术被认为是最安全、最不容易被“黑”的传输方式，许多国家的科学家都在研究这种技术。

传输技术概念图

这种技术特征具有跨时代意义，一方面给人们提供了浏览速度和获取信息的方便，另一方面又为人们提供了进一步探索的空间。那么1.84 Pbit/s的速度究竟有多快？

家庭网络一般是每秒几百兆，但1pb是一百万千兆。

在人类的历史上，还没有哪一项技术能够以如此惊人的速度增长，这种技术的进步，已经让人类社会发生了翻天覆地的变化。

上一代闪电侠——ESnet6

ESnet6是美国航空航天局（NASA）等机构所使用的科学网络，是目前世界上最快的互联网。它成立于1986年的初代ESnet，旨在帮助美国能源部的科学家们打通旗下各个实验室，使之能够快速共享大量原始数据。

在那之后的几十年里，ESnet迎来了多次升级，以跟上技术进步和科学实验产生的海量数据的步伐。

上文中的单一光源芯片传输记录比ESnet6还快20多倍。这是人类目前所知的绝对安全的、不可窃听、不可破译的通信方式。据说没有黑客能攻破它。

关于ESnet6在ESnet官网的介绍

理想如何走进现实

在最新研究中，研究人员们将光学元件集成在计算机芯片上，将一个数据流分成数千个独立的信道，并在7.9公里长的光纤中同时传输这些数据。该研究成果最近在《自然光子学》期刊上刊登。

《自然光子学》杂志上的报道

研究人员通过将数据流分成37个部分，每个部分用于光纤电缆的每个核心，这些通道中的每一个都通过“频率梳”被分成223个数据块，这些数据块由电磁频谱中的不同频率表示。

数据可以在不同频率上同时传输而不受干扰。最终的结果是能够发送如此大量的数据，以至于今天现有的任何计算机技术都无法提供或接收。

相反，科学家通过所有通道传递“虚拟数据”，然后他们每次测试一个通道的输出，以确认数据确实已发送并且可以以原始形式恢复。

传输技术原理

正如论文中所解释的那样，“光纤通信是移动互联网的基石”，目前核心技术的突破正在接近其尺寸、速度和能源效率的瓶颈。

这次技术突破，理论上未来可以将互联网技术带入每秒千兆位的领域，另一方面还可能催生简单的单芯片，其能发送比现有芯片多得多的数据，从而降低能源成本，增加带宽。

在未来单光源传输网络必然是一项极具发展前景的技术，它在商业、网络和物联网应用等方面都有很大的应用价值。

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（芯光社出品，未经允许严禁转载）

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