Novo laser é capaz de transmitir toda a internet (duas vezes) em apenas um segundo

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Para já, trata-se apenas de uma prova de conceito, uma vez que os computadores não são capazes de gerar ou receber tantos dados ao mesmo tempo.

Os cientistas continuam a bater recordes de transmissão de dados, com a transmissão mais rápida de informação entre um laser e um único sistema de chip ótico agora fixado em 1,8 petabits por segundo (sendo que um 1 PB corresponde a 1000000000000000 bytes). Trata-se, igualmente, de um valor muito superior à quantidade de tráfego que passa por toda a Internet a cada segundo.

Há ainda outra comparação que demonstra o quão impressionante é a conquista: a velocidade média de descarga de banda larga nos EUA é de 167 megabits por segundo. São necessários 1.000 megabits para chegar a um gigabit, e depois 1 milhão de gigabits para chegar a 1 petabit. Independentemente da forma como o apresente, 1,8 petabit é uma quantidade gigante de dados a transmitir num segundo.

O sistema de transferência de dados super carregado é construído em torno de um chip ótico de conceção personalizada, que utiliza a luz de um único laser infravermelho e divide-a em centenas de frequências. As frequências são isoladas a distâncias fixas umas das outras, como dentes num pente – daí o nome para esta configuração, que é um pente de frequência.

Cada ‘dente’ num pente de frequência pode enviar a sua própria explosão de dados, que é a forma como as enormes taxas de transmissão são alcançadas. Utilizando meios mais convencionais, seriam necessários cerca de mil lasers para transportar o mesmo número de 1s e 0s, descreve o Science Alert.

“O que é especial neste chip é que ele produz um pente de frequência com características ideais para comunicações de fibra óptica“, explica o nanocientista Victor Torres Company da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia. “Tem elevada potência ótica e cobre uma ampla largura de banda dentro da região espectral que é interessante para comunicações óticas avançadas“.

Para o conseguir, os investigadores dividiram o cabo de fibra óptica em 37 secções centrais distintas, e depois cada secção foi dividida em 223 fatias de frequência diferentes – os dentes no pente. Ter tantos dados enviados em paralelo foi crucial para alcançar a taxa recorde.

Os próprios dados reais foram codificados nos sinais de luz usando um processo chamado modulação, que ajusta a altura, força, ritmo e direção das ondas de luz para armazenar os 1s e 0s que compõem os dados digitais, pode ler-se no estudo publicado na Nature Photonics.

Por agora, isto é apenas uma prova de conceito, até porque os computadores não são capazes de gerar ou receber tantos dados ao mesmo tempo. No caso desta investigação, foram utilizados dados artificiais ‘fictícios‘ para garantir que o sistema funcionava como pretendido.

Além disso, componentes extra — incluindo dispositivos de codificação de dados – precisam de ser incorporados no chip. No entanto, uma vez feito isto, dizem os investigadores, o sistema resultante será muito mais rápido e menos potente do que o que temos actualmente.

“A nossa solução oferece um potencial para substituir centenas de milhares de lasers localizados em centros de Internet e centros de dados, todos eles alimentados por guzzle e geradores de calor”, diz o engenheiro elétrico Leif Katsuo Oxenløwe da Universidade Técnica da Dinamarca.

“Temos uma oportunidade de contribuir para alcançar uma Internet que deixa uma menor pegada climática“.

Através da utilização de um modelo computacional, os investigadores puderam também determinar que existe um potencial substancial quando se trata de aumentar a escala do sistema — taxas de transmissão de dados ainda mais elevadas deverão ser possíveis no futuro. Ao dividir ainda mais as frequências de luz e ao amplificar ainda mais os sinais produzidos, são viáveis taxas até 100 petabits por segundo, mostram os modelos. Tudo isto pode ser feito sem perder a fiabilidade dos dados.

Chegar a essa fase vai depender de melhorias noutras áreas da computação, e na infra-estrutura da Internet, mas as tecnologias subjacentes – lasers, fibra óptica – não estão muito longe do que já estamos a utilizar. “Quanto mais componentes pudermos integrar no chip, mais eficiente será todo o transmissor“, diz Katsuo Oxenløwe. “Será um transmissor óptico de sinais de dados extremamente eficiente”.