تحقیقات انجام شده در دانشگاه صنعتی زوریخ (ETH)، سرعت‌های بی‌سابقه‌ای در انتقال داده را با استفاده از مدولاتورهای پلاسمونیک به دست آورده است که نویدبخش پیشرفت‌هایی در ارتباطات فضایی و دسترسی به اینترنت پرسرعت جهانی است. با سرعت‌هایی که به‌طور بالقوه به 1.4 ترابیت بر ثانیه می‌رسد، این فناوری می‌تواند نحوه اتصال نقاط مختلف جهان را تغییر دهد.
دانشمندان موفق به دستیابی به نرخ داده‌ای به اندازه 424 گیگابیت بر ثانیه در یک اتصال نوری آزاد 53 کیلومتری (33 مایل) در شرایط آشفته شدند. این اتصالات توسط مدولاتورهای پلاسمونیک تشکیل شده‌اند، دستگاه‌هایی که از امواج نوری ویژه‌ای به نام پلاریتون‌های سطحی پلاسمون برای کنترل و تغییر سیگنال‌های نوری استفاده می‌کنند. این تحقیقات جدید، پایه‌ای برای اتصالات نوری با سرعت بالا فراهم می‌آورد که داده‌ها را از طریق فضای باز یا فضا منتقل می‌کنند.
بهبود مأموریت‌های فضایی با انتقال سریع‌تر داده
شبکه‌های ارتباطی نوری آزاد می‌توانند به کاوش فضایی کمک کنند و انتقال داده با سرعت و ظرفیت بالا را با تأخیر کمتر و تداخل کمتر نسبت به سیستم‌های ارتباطی فرکانس رادیویی سنتی ارائه دهند. این می‌تواند منجر به انتقال داده‌ای کارآمدتر، بهبود اتصال و قابلیت‌های پیشرفته‌تر برای مأموریت‌های فضایی شود.
لورنتس کُلمر از گروه لوتولد ETH زوریخ، این تحقیق را در کنفرانس پیشگامان اپتیک و علوم لیزر (FiO LS) ارائه کرد.
وی گفت:
انتقال سریع نوری آزاد یک گزینه برای اتصال نقاط مختلف جهان است یا می‌تواند به‌عنوان پشتیبان عمل کند اگر کابل‌های زیرآبی قطع شوند. با این حال، این همچنین یک گام به سمت اینترنت پرسرعت ارزان است که ممکن است همه نقاط جهان را متصل کند. به این ترتیب، می‌تواند به اینترنت پایدار و پرسرعت برای میلیون‌ها نفری که در حال حاضر به اینترنت دسترسی ندارند کمک کند.
مزایا و آینده‌ی مدولاتورهای پلاسمونیک
مدولاسیون پلاسمونیک به‌دلیل جمع‌وجور بودن و عملکرد در سرعت‌های بالا در محدوده دمای وسیع و مصرف انرژی کم، برای لینک‌های ارتباطی فضایی ایده‌آل است.
در آزمایش‌های نوری آزاد در فضای باز، محققان توانستند به نرخ انتقال اطلاعاتی تا 424 گیگابیت بر ثانیه در زیر آستانه 25% SD FEC نقطه‌ای که در آن یک سیستم هنوز می‌تواند خطاها در داده‌های منتقل‌شده را حتی با وجود تداخل یا نویز اصلاح کند، دست یابند. آزمایش‌های انجام‌شده با استفاده از یک مدولاتور پلاسمونیک IQ در یک سیستم فیبر استاندارد، توانست به نرخ بالاتری به اندازه 774 گیگابیت بر ثانیه در هر قطب برسند، در حالیکه همچنان زیر آستانه 25% SD FEC باقی ماند.
براساس این نتایج، محققان می‌گویند که ترکیب مدولاتورهای پلاسمونیک با ارتباطات نوری آزاد به‌صورت هم‌راستا می‌تواند به افزایش توان کلی کمک کند و سرعت را به‌طور بالقوه به 1.4 ترابیت بر ثانیه برسد. یافته‌ها همچنین نشان می‌دهند که عملیاتی کردن لینک‌های نوری آزاد در بالاترین سرعت‌ها، به جای استفاده از فرمت‌های مدولاسیون بالاتر و سرعت‌های پایین‌تر، مطلوب است. با بهبودهای بیشتر در طراحی دستگاه و ادغام فوتونیک، محققان می‌گویند که باید امکان دستیابی به نرخ‌های انتقال داده بالای 1 ترابیت بر ثانیه برای هر کانال قطبی ممکن باشد.
کُلمر گفت:
در مرحله بعد، ما به آزمایش قابلیت اطمینان بلندمدت دستگاه‌های خود خواهیم پرداخت. عملکرد با سرعت بالا نشان داده شده است، اما ما باید اطمینان حاصل کنیم که آنها می‌توانند در سخت‌ترین شرایط، مانند فضا، برای سال‌ها کار کنند.
منبع: Scitechdaily
