นักวิจัยคิดค้นวิธีใช้แสงเลเซอร์ส่งข้อมูลผ่านสาย Fiber ด้วยความเร็ว 661Tbps

เทคโนโลยีด้านระบบเครือข่ายมีความก้าวหน้าอย่างไม่หยุดยั้งในแต่ละวัน และในครั้งนี้ก็มีทีมนักวิจัยได้เผยแพร่งานของตนลงในวารสาร Nature ถึงวิธีการส่งข้อมูลด้วยแสงเลเซอร์ผ่านทางสาย Fiber Optic ด้วยความเร็วที่สูงถึง 661Tbps ซึ่งถือว่าเป็นความเร็วในระดับที่สูงกว่าเทคโนโลยีใดๆ ในอดีตที่เคยทำได้มาก่อนทั้งหมด และมีความเร็วมากกว่าปริมาณ Traffic ของ Internet ที่ใช้กันในแต่ละวันนี้เสียอีก

 

Credit: ShutterStock.com

 

Paper ฉบับนี้มีชื่อว่า Single-source chip-based frequency comb enabling extreme parallel data transmission โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีในการส่งข้อมูลแบบใหม่ที่มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น เนื่องจากทุกวันนี้ระบบโทรคมนาคมทั่วโลกนั้นก็ใช้พลังงานไฟฟ้ามากถึง 9% ต่อปี และยังมีแนวโน้มการเติบโตที่สูงถึง 20-30% ต่อปีด้วย

ด้วยการมีประเด็นด้านความคุ้มค่าและประสิทธิภาพเป็นโจทย์หลัก ทีมนักวิจัยจึงได้มุ่งไปที่การปรับปรุงให้การรับส่งข้อมูลด้วยแสงเลเซอร์นั้นมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น เพราะเทคโนโลยีในปัจจุบันนี้ก็ยังคงมี Efficient อยู่ที่เพียง 30% เท่านั้น โดยในงานวิจัยนี้ได้ประยุกต์นำหลากหลายแนวคิดเข้ามาใช้งานด้วยกัน ดังนี้

  • ส่งข้อมูลในรูปของแสงเลเซอร์ผ่านทางสาย Fiber
  • แทนที่จะส่งข้อมูลด้วยเลเซอร์ที่เป็นแสงสีบริสุทธิ์สีเดียว งานวิจัยนี้ใช้การส่งเลเซอร์ที่แผ่ Pulse ของแสงออกมาแทน โดย Pulse เหล่านี้ถูกสร้างจากการนำแสงสีบริสุทธิ์หลายสีเข้าไว้ด้วยกัน โดยมี Gap ด้านความถี่ขนาดเท่าๆ กันคั่นอยู่
  • สาย Fiber ที่ใช้มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 300 นาโนเมตรเท่านั้น ทำให้แสงที่ส่งผ่านเข้าไปนี้มีความสว่างเป็นอย่างมาก ซึ่งความเข้มข้นที่สูงในระดับนี้ก็ทำให้ตัวสายเองตอบสนองด้วยการสร้างแสงสีใหม่ๆ ขึ้นมาได้ตาม Pulse ที่ส่งเข้ามา แนวคิดนี้ทำให้การส่งแสงสีบริสุทธิ์จำนวนมากได้
  • ด้วยแนวทางข้างต้น ทำให้เลเซอร์เดียวนั้นสามารถสร้างแสงได้ 80 สีในการส่งข้อมูล
  • แสงเลเซอร์ที่แผ่ออกมานี้ถูกแบ่งตาม Polarization ออกเป็น 2 ชุด ดังนั้นแต่ละสีจึงมี 2 Channel
  • เนื่องจากแสงที่ใช้ส่งนี้เป็นลักษณะ Pulse ดังนั้นจึงสามารถส่งข้อมูลได้ 4 ชุดตาม Time Slot ที่แตกต่างกันด้วยการใช้ Time Division Multiplexing
  • ดังนั้นแสงแต่ละสีจึงสามารถส่งข้อมูล Raw Data ได้ประมาณ 320Gbps และเมื่อรวมแสง 80 สีเข้าด้วยกัน ก็สามารถส่งข้อมูลได้ 25Tbps
  • สาย Fiber ที่ใช้นั้นมี 30 Core ดังนั้นแต่ละ Core ที่ส่งข้อมูลได้ประมาณ 35Tbps เมื่อทำงานรวมกันแล้วก็จะส่งข้อมูล Raw Data ได้ 768Tbps
  • เมื่อจัดการทำ Reldundancy เพื่อแก้ไข Error ที่อาจเกิดขึ้นในการส่งข้อมูล ก็ทำให้ Data Transfer Rate ลดลงเหลือ 661Tbps

 

อย่างไรก็ดี แต่ละ Data Stream ที่รับส่งด้วยวิธีการเหล่านี้ก็ต้องมีการทำ Modulation ของตัวเองเพื่อถอดข้อมูลออกมา ดังนั้นพลังงานที่ต้องใช้ในการประมวลผลข้อมูลนี้ก็ยังคงมีอยู่ แต่การส่งข้อมูลผ่านสาย Fiber นี้ก็สามารถประหยัดพลังงานได้มากทีเดียวเมื่อเทียบกับ Bandwidth ที่ได้กลับมา โดยตอนนี้ยังไม่มีข้อมูลเรื่องระยะทางที่สามารถใช้ในการรับส่งข้อมูลได้ แต่ในงานวิจัยก็ระบุด้วยว่าเทคนิคนี้จะสามารถทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้

ผู้ที่สนใจสามารถอ่านงานวิจัยฉบับเต็มได้ที่ https://www.nature.com/articles/s41566-018-0205-5 ครับ โดยต้องเป็นสมาชิกของเว็บ Nature.com ก่อนถึงอ่านได้ครับ

 

ที่มา: https://arstechnica.com/science/2018/08/661tbits-through-a-single-optical-fiber-the-mind-boggles/


About techtalkthai

ทีมงาน TechTalkThai เป็นกลุ่มบุคคลที่ทำงานในสาย Enterprise IT ที่มีความเชี่ยวชาญทางด้าน Network, Security, Server, Storage, Operating System และ Virtualization มารวมตัวกันเพื่ออัพเดตข่าวสารทางด้าน Enterprise IT ให้แก่ชาว IT ในไทยโดยเฉพาะ

Check Also

UiPath ขอเชิญร่วม Meeting ในหัวข้อ Discovering the process for Automation 3 ก.ค. 2019

UiPath ขอเชิญผู้ที่สนใจเทคโนโลยี Robotic Process Automation (RPA) ทุกท่าน เข้าร่วมงาน Meeting ฟรี Discovering the process for Automation เพื่อเรียนรู้ว่าปัจจุบันนี้กระบวนการใดบ้างที่นิยมแปลงให้เป็นอัตโนมัติด้วย RPA ในวันที่ 3 ก.ค. 2019 โดยมีรายละเอียด กำหนดการ และวิธีการลงทะเบียนเข้าร่วมงานฟรีดังนี้

ขอเชิญร่วม Webinar ฟรี รู้จักกับ Software-Defined Camera นิยามใหม่ของกล้องวงจรปิดอัจฉริยะ โดย หัวเว่ย

หัวเว่ยขอเรียนเชิญเหล่า IT Manager, Network Engineer, IT Admin และผู้ที่เกี่ยวข้องกับการดูแลระบบ IT ภายในองค์กรทุกท่าน เข้าร่วมฟัง Webinar ในหัวข้อเรื่อง "Software-Defined Camera นิยามใหม่ของกล้องวงจรปิดอัจฉริยะ โดย หัวเว่ย" เพื่อรู้จักกับเทคโนโลยีกล้องวงจรปิดสมัยใหม่ที่เปลี่ยนรูปแบบไปเป็น Software-Defined Camera และการประยุกต์ใช้งานจริงภายในธุรกิจองค์กร ในวันพฤหัสบดีที่ 11 กรกฎาคม 2019 เวลา 14.00 – 15.00 น. โดยมีกำหนดการและวิธีการลงทะเบียนดังนี้