社会对数据有着无法满足的渴望。事实上,认为平均互联网流量为每秒几百兆比特并消耗约8%的电力生产是相当令人惊讶的。即时猫视频的所有这些 – 以及我们对新猫视频的渴望显然是无法满足的,因此需要更多的容量和更多的能量。宁波小程序开发
然而,如果没有能源需求继续以相同的速度增长,那么扩大产能将是很好的。为了实现这一目标,研究人员设法将大量信息编码为单个激光器。宁波小程序开发
扩展带宽和功率的问题归结为激光器及其低效率。良好的激光效率约为30%。典型的电信激光器可能发射20mW,因此每个激光器的功率至少为70mW(放大器消耗的能量更多)。为了将更多数据打包到单根光纤中,数据被分成不同颜色的光,称为波分复用。不幸的是,每种颜色都需要自己的激光,这意味着能量成本随带宽而增加。
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有很多颜色的激光
研究人员从所有光通信系统开始的同一个地方开始:使用激光。但是,这种激光不是非常纯净的颜色,而是发出光脉冲。这些脉冲是通过将许多非常纯净的颜色加在一起而产生的,颜色由均匀大小的频率间隔分开。
就其本身而言,激光不会产生许多这些颜色,因此研究人员使用技巧来获得更多颜色。
光线通过非常细的线(直径约300纳米)。直径很小,光被压缩并变得非常明亮。高强度使得构成电线的材料通过产生新颜色来响应。诀窍是这些新颜色遵循激光脉冲设置的间距。因此,在线外产生的光脉冲由数千种高纯度的颜色组成。宁波小程序开发
这意味着单个激光器可以生成整个系统所需的所有80种颜色,这非常酷。然而,研究人员尚未完成。宁波小程序开发
打包数据
发射的激光被分成两个偏振 – 偏振是电场振荡时的方向 – 因此每种颜色贡献两个通道。然后,因为激光是脉冲的,所以可以将信息放置在四个不同的时隙中,称为时分复用。因此,每种颜色的原始数据速率约为320Gbps。但是,有80种颜色,即25Tbps。
研究人员
还没有完成。宁波小程序开发
传输信号的光纤由30个光导芯组成,由单个包层包围。这意味着每个内核都能够以25Tbps的速率传输数据,从而使我们达到768Tbps的总容量。然而,这是原始数据速率。始终以一些冗余传输数据以允许纠正错误,称为前向纠错。一旦考虑了冗余,净数据传输速率为661Tbps。
根据任何人的标准,这是一个令人难以置信的数据量。
至于省电,我不确定它们会有多重要。每个数据流仍然需要独立的调制来对数据进行编码,因此不会节省功率。然而,激光器本身发射的功率小于90mW,这大约是每种颜色独立发射时所用光功率的5%。
假设激光器具有相同的效率 – 这是一个很大的假设 – 那么这些节省也将转化为电能节省。
我可以想象这在数据中心等方面节省了大量能源。但是,对于长距离连接,我怀疑主要的能源成本是在放大器中。也就是说,无论你如何看待它,这都是一个很好的工程。
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