Новое органическое вещество, созданное компанией Georgia Tech, позволит создать компьютерную сеть с невероятной скоростью передачи данных – до 2 терабит в секунду (!). Тогда как сегодня максимальная скорость подключения в коммерческой сети составляет 40 гигабит в секунду.
В настоящее время скорость передачи данных по оптоволоконным сетям ограничено из-за того, что световой сигнал должен быть преобразован в электрический для обработки его роутером. Подобное преобразование является препятствием на пути к созданию по-настоящему скоростных сетей. Свет преобразуется в электричество для того, чтобы роутер мог распознать идентификатор сигнала, и отправить его дальше. Но если бы удалось избежать подобной необходимости, в таком случае скорость передачи данных в компьютерной сети достигла бы невероятных по нынешним меркам величин.
Полностью оптическая сеть позволяла бы передавать снимки и видео в очень высоком разрешении, при этом компьютерная сеть не подвергалась бы сильным нагрузкам. И для решения такой проблемы был создан роутер, который “умеет” работать со световым сигналом благодаря системе зеркал. Это довольно сложная и уязвимая система, которую очень сложно настраивать. А вот разработчики из Georgia Tech создали вещество, которое позволяет обрабатывать световые сигналы буквально доли секунды (точнее, за несколько фемтосекунд). Для справки, фемтосекунда, это 10 в -15 степени секунды. А вот оптические роутеры с системой зеркал обрабатывают сигнал за микросекунды, что значительно снижает пропускную способность канала.
Команда проекта состоит всего из трех человек – главы проекта профессора химии Сета Мардера, Жана-Люка Бредо, химика-теоретика, Джозефа Перри, специалиста по физической химии. Команда начала работать с полимерами довольно давно, и сейчас уже достигла значительнных результатов. Они получили вещество с очень интересным способами которые позволяют изменять индекс рефракции вещества. Индекс меняется в зависимости от интенсивности излучения и нескольких других факторов, что позволяет избежать необходимости в применении системы зеркал, выполняющих ту же работу за время, в миллионы раз большее.
Благодаря новому полимеру становится возможной разработка нового типа оптической системы без необходимости преобразований света в электричество и наоборот.
Ученые утверждают, что начали работать с некоторыми веществами еще 20 лет назад, изучая уникальные свойства таких полимеров. К сожалению, большинство материалов, с которыми ученые работали, оказались неспособными передавать световые пучки без значительных потерь. Теперь же создан полимер, который способен на это, благодаря возможности изменять собственный индекс рефракции.
Пока что ученые использовали только жидкостную модель, которая неприменима в обычных устройствах. Следующим шагом команды ученых является разработка твердого вещества, которое обладает теми же свойствами изменения индекса рефракции. Georgia Tech уже работает над этой задачей. Конечно, это не так просто, но путь решения подобной проблемы уже виден. Во всяком случае, такое заявление сделал Сет Мардер, руководитель проекта.
Другой ученый, Джозеф Перри, утверждает, что сейчас инженеры могут построить сеть с максимальной скоростью передачи данных в 100 гигабит за секунду. Это чисто теоретическая величина, которая все же сложно достижима из-за ограничений оборудования. Устройство, которое будет работать с новыми полимерами, ученые обещают запустить в работу уже через пять лет, после создания твердой версии полимера с изменяемым индексом рефракции. Как уже говорилось выше, скорость передачи данных по такой сети будет достигать 2 терабит в секунду.
Ученые сожалеют, что даже после создания такого скоростного устройства, потребуется время, чтобы перестроить компьютерные сети, используя оптический принцип, исключив преобразование световой энергии в электрическую. Конечно, не все телекоммуникационные компании сразу же возьмутся за реализацию идеи, что удлиняет срок внедрения новой технологии.
Однако некоторые компании, включая Google, занимающиеся поиском и внедрением инновационных технологий, смогут это сделать за короткое время. Во всяком случае, разработчики Georgia Tech на это надеются.
Оф. сайт проекта (англ.)