Ekstreme højfrekvente signaler muliggør datalinks i terabit pr. sekund

Ved at bruge den samme teknologi, der tillader højfrekvente signaler at rejse på almindelige telefonlinjer, forskere testede at sende ekstremt højfrekvente, 200 GHz signaler gennem et par kobbertråde. Resultatet er et link, der kan flytte data med hastigheder på terabit per sekund, væsentligt hurtigere end de nuværende tilgængelige kanaler.

Mens teknologien til at adskille flere, parallelle signaler, der bevæger sig gennem en kanal, eksisterer allerede, takket være signalbehandlingsmetoder udviklet af John Cioffi, opfinderen af ​​digitale abonnentlinjer, eller DSL, spørgsmål forblev relateret til effektiviteten af ​​at implementere disse ideer ved højere frekvenser.

For at teste transmissionen af ​​data ved højere frekvenser, forfattere til et papir udgivet i denne uge i Anvendt fysik bogstaver brugt eksperimentelle målinger og matematisk modellering til at karakterisere input- og outputsignalerne i en bølgeleder.

De brugte en enhed med to ledninger, der kører parallelt inde i en kappe med en stor diameter, der letter øget blanding af bølgelederfunktionerne. Disse blandinger muliggør transmission af parallelle ikke-interfererende datakanaler. Højere frekvenser tillader større båndbredde og flere data at rejse gennem en kanal, hvis kanalens arkitektur er sådan, at dataene ikke forvanskes af interferens.

"For at bekræfte og karakterisere denne adfærd, vi målte den rumlige fordeling af energi ved udgangen af ​​bølgelederen ved at kortlægge bølgelederens udgangsport, viser hvor energien er placeret, " sagde forfatteren Daniel Mittleman.

Forskerne oprettede et 13 til 13 millimeter gitter til output af hver mulig inputbetingelse, resulterer i en 169 x 169 kanals matrix, der giver en komplet karakterisering af bølgelederkanalen. Resultaterne viser en superposition af bølgeledertilstande i kanalen og tillader estimering af datahastigheder.

"Det er spændende at vise, at en bølgeleder kan understøtte en datahastighed på 10 terabit i sekundet, selvom det kun er over en kort rækkevidde. Det er langt ud over, hvad nogen tidligere har forestillet sig, " sagde Mittleman. "Vores arbejde viser gennemførligheden af ​​denne tilgang til højhastighedsdatatransmission, som kan udnyttes yderligere, når kilderne og detektorerne når det passende niveau af modenhed."

Forskerne agter at undersøge ohmiske tab yderligere, en funktion af modstanden af ​​hver af cellekomponenterne og forårsaget af bølgelederens metalhardware, som dikterer grænsen for kanalens længde. Deres arbejde kunne bruges i applikationer, der kræver store mængder data for at bevæge sig hurtigt over korte afstande, såsom mellem racks i et datacenter eller til chip-til-chip kommunikation.