Diese in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichten Ergebnisse haben das Potenzial, nicht nur die nächsten 25 Jahre der australischen Telekommunikationskapazität zu beschleunigen, sondern auch die Möglichkeit, dass diese einheimische Technologie weltweit eingeführt wird.

Angesichts des Drucks auf die weltweite Internetinfrastruktur, der kürzlich durch Isolationspolitiken infolge von COVID-19 hervorgehoben wurde, konnte das Forschungsteam um Dr. Bill Corcoran (Monash), Distinguished Professor Arnan Mitchell (RMIT) und Professor David Moss (Swinburne) eine Datengeschwindigkeit von 44.2 Terabit pro Sekunde (Tbps) aus einer einzigen Lichtquelle erreichen.Diese Technologie hat die Kapazität, die Hochgeschwindigkeits-Internetverbindungen von 1,8 Millionen Haushalten in Melbourne, Australien, gleichzeitig und Milliarden auf der ganzen Welt in Spitzenzeiten zu unterstützen.

Demonstrationen dieser Größenordnung beschränken sich normalerweise auf ein Labor. Für diese Studie erreichten die Forscher diese schnellen Geschwindigkeiten jedoch mithilfe der vorhandenen Kommunikationsinfrastruktur, in der sie das Netzwerk effizient testen konnten.Sie verwendeten ein neues Gerät, das 80 Laser durch ein einziges Gerät ersetzt, das als Mikrokamm bekannt ist und kleiner und leichter als bestehende Telekommunikationshardware ist. Es wurde in die vorhandene Infrastruktur eingepflanzt und unter Verwendung dieser Infrastruktur getestet, die die vom NBN verwendete widerspiegelt.

Es ist das erste Mal, dass ein Mikrokamm in einem Feldversuch verwendet wurde, und verfügt über die höchste Datenmenge, die von einem einzelnen optischen Chip erzeugt wird.

„Wir bekommen derzeit einen Vorgeschmack darauf, wie sich die Infrastruktur für das Internet in zwei bis drei Jahren halten wird, da immer mehr Menschen das Internet für Remote-Arbeit, Geselligkeit und Streaming nutzen. Es zeigt uns wirklich, dass wir in der Lage sein müssen, die Kapazität unserer Internetverbindungen zu skalieren „, sagte Dr. Bill Corcoran, Co-Hauptautor der Studie und Dozent für Elektrotechnik und Computersystemtechnik an der Monash University.

„Was unsere Forschung zeigt, ist die Fähigkeit von Fasern, die wir dank des NBN-Projekts bereits im Boden haben, das Rückgrat von Kommunikationsnetzen jetzt und in Zukunft zu sein. Wir haben etwas entwickelt, das skalierbar ist, um zukünftige Anforderungen zu erfüllen.

„Und es ist nicht nur Netflix, über das wir hier sprechen – es ist die breitere Skala dessen, wofür wir unsere Kommunikationsnetze nutzen. Diese Daten können für selbstfahrende Autos und zukünftige Transportmittel verwendet werden und können der Medizin-, Bildungs-, Finanz- und E-Commerce-Branche helfen sowie es uns ermöglichen, mit unseren Enkeln aus kilometerlangen Entfernungen zu lesen.Um die Auswirkungen optischer Mikrokämme auf die Optimierung von Kommunikationssystemen zu veranschaulichen, installierten die Forscher 76,6 km“dunkle“Glasfasern zwischen dem Melbourne City Campus des RMIT und dem Clayton Campus der Monash University. Die optischen Fasern wurden von Australiens Academic Research Network zur Verfügung gestellt.

Innerhalb dieser Fasern platzierten die Forscher den Mikrokamm – der von der Swinburne University im Rahmen einer breiten internationalen Zusammenarbeit beigesteuert wurde -, der wie ein Regenbogen aus Hunderten von hochwertigen Infrarotlasern aus einem einzigen Chip besteht. Jeder Laser kann als separater Kommunikationskanal verwendet werden.

Die Forscher waren in der Lage, maximale Daten über jeden Kanal zu senden und die maximale Internetnutzung über 4 GHz Bandbreite zu simulieren.Professor Mitchell sagte, das Erreichen der optimalen Datengeschwindigkeit von 44,2 Tbit / s zeige das Potenzial der bestehenden australischen Infrastruktur. Das zukünftige Ziel des Projekts ist es, die aktuellen Sender von Hunderten von Gigabyte pro Sekunde auf Dutzende von Terabyte pro Sekunde zu skalieren, ohne Größe, Gewicht oder Kosten zu erhöhen.“Langfristig hoffen wir, integrierte photonische Chips zu schaffen, die es ermöglichen, diese Art von Datenrate über bestehende Glasfaserverbindungen mit minimalen Kosten zu erreichen“, sagte Mitchell.

„Diese wären zunächst für die Ultrahochgeschwindigkeitskommunikation zwischen Rechenzentren attraktiv. Wir könnten uns jedoch vorstellen, dass diese Technologie so kostengünstig und kompakt wird, dass sie für die kommerzielle Nutzung durch die breite Öffentlichkeit in Städten auf der ganzen Welt eingesetzt werden kann.Professor Moss, Direktor des Zentrums für Optische Wissenschaften an der Swinburne University, sagte: „In den 10 Jahren, seit ich Mikrokammchips mit erfunden habe, sind sie zu einem enorm wichtigen Forschungsgebiet geworden.

„Es ist wirklich aufregend zu sehen, wie ihre Fähigkeiten in der Glasfasertelekommunikation mit extrem hoher Bandbreite zum Tragen kommen. Diese Arbeit stellt einen Weltrekord für die Bandbreite einer einzelnen optischen Faser von einer einzigen Chipquelle dar und stellt einen enormen Durchbruch für einen Teil des Netzwerks dar, der das schwerste Heben leistet. Micro-Combs bieten enorme Versprechen für uns, die unersättliche Nachfrage der Welt nach Bandbreite zu erfüllen.“