Znajdź zawartość

Obecnie wykrywanie związków chemicznych jest łatwiejsze niż kiedykolwiek wcześniej, lecz prowadzenie analiz w pojedynczej kropli nadal pozostaje wyzwaniem. Naukowcy próbują miniaturyzować urządzenia do wykrywania substancji chemicznych w o wiele mniejszej objętości niż robione jest to w laboratoriach diagnostycznych. Gdyby ktoś powiedział kilka dekad temu, że jedna kropla roztworu wystarczy, aby odkryć, jakie substancje kryją się w jej wnętrzu, z pewnością nikt by w to nie uwierzył. Na szczęście to już nie fikcja, a codzienność. Wychodząc naprzeciw rosnącemu zapotrzebowaniu na prowadzenie w czasie rzeczywistym analiz w zaledwie kilku mikrolitrach roztworu, naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej PAN pod kierunkiem Martina Jӧnssona-Niedziółki we współpracy z badaczami z Politechniki Warszawskiej udowodnili, że detekcja w tak małej skali jest możliwa. Nowa koncepcja badaczy łączy kilka rozwiązań opierających się na zminiaturyzowanych elektrodach, unikalnej geometrii płytki do gromadzenia roztworu oraz światłowodu. Naukowcy zaprezentowali połączenie różnych technik badawczych, tworząc narzędzie o wiele czulsze niż klasyczne metody. Taka kombinacja elektrochemii z technikami optycznymi oraz mikroskopijnym zbiornikiem na kroplę opłacała się, pozwalając na o wiele więcej niż pierwotnie zakładano. To niesamowite, że dzięki „zaledwie” i jednocześnie „aż” sygnałom elektrochemicznym i optycznym wyjątkowo czuła analiza chemiczna mikroskopijnych kropel jest możliwa. Przeprowadziliśmy serię eksperymentów elektrochemicznych równolegle z pomiarami optycznymi dla różnych pozycji mikroelektrod. Dzięki temu mogliśmy wyraźnie zobaczyć zmianę sygnału optycznego w miarę postępu reakcji elektrochemicznej – wspomina dr Martin Jӧnsson-Niedziółka Naukowcy wykazali, że kontrolując wielkość wgłębień na płytce typu „lab-on-a-chip” oraz indukując sygnał w światłowodzie za pomocą ablacji laserem femtosekundowym, mogą elektrochemicznie badać roztwór w setnych częściach mililitra roztworu. Co ciekawe, tajemnica dużej czułości układu kryje się w zastosowanym światłowodzie, który choć jest ma długą historię i jest powszechnie używany w telekomunikacji, umożliwia detekcję nawet minimalnych zmian w procesach chemicznych. A to za sprawą pomiaru parametru zwanego współczynnikiem załamania światła. W ten sposób zaprojektowany system może precyzyjnie mierzyć ugięcie światła w każdej z badanych kropel. Gdy w próbce zachodzi reakcja chemiczna np. proces redukcji-utlenienia, wartości tego parametru zmieniają się, umożliwiając wykrycie nawet niewielkich różnic w składzie chemicznym w cieczy. Dr Martin Jӧnsson-Niedziółka twierdzi, że połączenie niezwykłej czułości światłowodów z ich elastycznością i narzędziami elektrochemicznymi daje nowe możliwości w detekcji związków chemicznych, szczególnie w analizie złożonych układów np. próbek biologicznych. Naukowcy porównali uzyskane wyniki z klasycznymi technikami tj. spektroskopia w bliskiej podczerwieni, celem porównania czułości detekcji na przykładzie reakcji redoks przy użyciu związku na bazie ferrocenu. Co ciekawe, stosując tę metodę, nie zarejestrowali różnicy między sygnałami postaci utlenionej i zredukowanej stosowanego wskaźnika redoks, pokazując, że klasyczne rozwiązania w tak małej skali zawodzą. Tym samym badacze potwierdzili, że mierzenie zmian podczas przebiegu reakcji elektrochemicznych wraz z monitorowaniem właściwości optycznych roztworu umożliwia detekcję związków nawet w objętościach rzędu zaledwie kilku mikrolitrów. Dodatkowo przeprowadzone analizy numeryczne potwierdziły, że detekcja ta jest możliwa nawet w jeszcze mniejszej objętości rzędu pikolitrów. Jest to niezwykle ważne w projektowaniu nowoczesnych urządzeń do przenośnego, wydajnego i czułego wykrywania substancji z roztworu. Wciąż jest jeszcze wiele do zrobienia, lecz niezmiernie cieszy nas fakt, że zaproponowany przez nas układ w ogóle działa. Już teraz ulepszamy aparaturę, aby system był łatwiejszy w obsłudze i bardziej uniwersalny w użyciu – mówi Jӧnsson-Niedziółka. Przedstawione dane są obiecujące i mają ogromny potencjał pod kątem prowadzenia w przyszłości badań przesiewowych próbek biologicznych, takich jak metabolity, lub zastosowania w innych dziedzinach, np. do analizy próbek środowiskowych, a nawet materiałów niebezpiecznych. Być może zaproponowane przez naukowców rozwiązanie już niebawem pozwoli na przenośne wykrywanie wielu reakcji chemicznych o wiele szybciej i sprawniej niż przy użyciu klasycznej aparatury laboratoryjnej. Złożoność układu i czułość pomiarów wciąż wymagają prac celem optymalizacji licznych parametrów, lecz już teraz można stwierdzić, że jest to przełom w detekcji w mikroskali i z pewnością przyczyni się do polepszenia skuteczności przyszłego leczenia klinicznego. « powrót do artykułu

Niedawno informowaliśmy o wystawie, na której ujawniono niezwykle zaawansowane technicznie amerykańskie satelity szpiegowskie. Jednak, jak się okazuje, także w Polsce stosowano bardzo zaawansowane technologie. IPN opublikował właśnie dwustustronicowy album pt. Szpiegowski arsenał bezpieki. Obserwacja, technika operacyjna, kontrola korespondencji jako środki pracy Służby Bezpieczeństwa. Album opisuje środki techniczne, jakimi posługiwały się trzy piony SB - „B" (obserwacja zewnętrzna), „T" (technika operacyjna) oraz „W" (niejawna kontrola korespondencji). Autorzy pracy przeanalizowali m.in. zachowany kilkudziesięcioletni sprzęt fotograficzny i odkryli, że wykorzystywał on niezwykle jasne obiektywy Carla Zeissa, spełniające współczesne standardy dla fotografowania w pomieszczeniach. Wśród ciekawostek warto też wymienić bezprzewodowe systemy podsłuchowe umieszczane w długopisach, termosach czy lampkach biurkowych. Jak mówi Robert Ciupa, współautor albumu, bezprzewodowy podsłuch był wykorzystywany w Polsce już w połowie lat 50. ubiegłego wieku. Z kolei pod koniec lat 60. SB przeprowadziła pierwsze próby użycia światłowodów, które zaczęto powszechniej wykorzystywać w latach siedemdziesiątych. Album prezentuje też np. techniki ukrywania aparatów fotograficznych w parasolkach, walizkach czy kosmetyczkach.

Japońscy naukowcy pobili rekord świata w prędkości transmisji danych. Udało im się przesłać informacje z prędkością 109 Tb/s. Nie tylko pobili rekord świata, ale dowiedli też, że 100 Tb/s nie jest fizyczną granicą przepustowości światłowodów. Autorzy sukcesu, uczeni z Narodowego Instytutu Technologii Informacyjnych i Komunikacyjnych oraz Sumitomo Electric Industries mówią, że wykorzystana przez nich technologia oraz nowe optyczne techniki przesyłu danych mogą zwiększyć przepustowość światłowodów nawet 1000-krotnie. W światłowodach informacje przesyłane są za pomocą światła wędrującego we włóknach. Każde z nich ma grubość zaledwie 9 mikronów, a jego gęstość energetyczna jest porównywalna z gęstością na powierzchni Słońca. Jednak włókna ulegają uszkodzeniu wskutek wysokiej temperatury. Ponadto z włókiem "wyciekają" sygnały, jeśli więc w światłowodzie jest ich kilka, to sygnały nawzajem się zakłócają. Japończykom udało się rozwiązać problem wynikający z sąsiedztwa wielu włókien i przesłali dane na odległość 16,8 kilometrów z prędkością 109 Tb/s.

Profesor John Badding i jego zespół z Penn State University stworzyli pierwszy światłowód wykorzystujący selenek cynku. Materiał ten pozwala na bardziej efektywne i swobodne manipulowanie światłem. Wdrożenie nowej technologii umożliwi udoskonalenie laserów, czujników i światłowodów. Badding wyjaśnia, że możliwości światłowodów zawsze były ograniczone przez stosowane do ich produkcji szkło krzemionkowe. Szkło ma przypadkowo ułożone atomy. W przeciwieństwie do niego w substancjach krystalicznych, takich jak selenek cynku, atomy są uporządkowane. To pozwala na transport światła o większych długościach fali, szczególnie w średnich zakresach podczerwieni - mówi naukowiec. Ponadto, w przeciwieństwie do szkła, selenek cynku jest samoistnym półprzewodnikiem. Od dawna wiemy, że to użyteczny półprzewodnik, który umożliwia takie manipulowanie światłem, na jakie nie można sobie pozwolić w przypadku krzemionki. Problemem jednak było uzyskanie z tego półprzewodnika włókien. Nikomu wcześniej się to nie udało - stwierdza Badding. Jego zespół wykorzystał nowatorską metodę osadzania wysokociśnieniowego, opracowaną przez studenta Justina Sparksa z Wydziału Chemii. Naukowcy osadzili selenek cynku w szklanych rdzeniach światłowodu. Osadzanie wysokociśnieniowe to wyjątkowa technologia, która pozwoliła na uformowanie długich, cienkich rdzeni z włókien selenku cynku - podkreślił profesor Badding. Testy przeprowadzone na nowych światłowodach wykazały, że charakteryzują się one dwiema bardzo interesującymi cechami. Po pierwsze, bardziej efektywnie zamieniają jeden kolor światła w inny. Tradycyjne światłowody nie zawsze pozwalają na uzyskanie wymaganych kolorów. Selenek cynku, dzięki zjawisku nielinearnej konwersji częstotliwości, pozwala na znacznie bardziej swobodne manipulowanie kolorami. Po drugie, nowe włókno jest bardziej wszechstronne, gdyż umożliwia efektywne transportowanie dłuższej fali elektromagnetycznej. To pozwoli na znaczne udoskonalenie laserów. Na przykład wojsko używa obecnie technologii Lidar wykorzystującej fale o długości od 2 do 2,5 mikrona. Urządzenie działające w średnich wartościach podczerwieni, powyżej 5 mikronów, byłoby bardziej dokładne. Nasze włókna mogą transportować światło o długości fali do 15 mikronów - wyjaśnia Badding. Lidar stosowany jest też do badania zanieczyszczeń powietrza, jego udoskonalenie pozwoli zatem na dokładniejsze określanie jego składu.

Naukowcy z australijskiego University of Adelaide dokonali odkrycia, które zmienia poglądy na, przynajmniej niektóre, właściwości światła. Uczonym udało się "ścisnąć" światło przepływające przez światłowód bardziej, niż wydawało się to możliwe. Światłowody działają jak rurociągi przesyłające światło. Nie mogą one jednak mieć nieskończenie małej średnicy. Gdy sięga ona kilkuset nanometrów, światłowód przestaje spełniać swoją rolę, gdyż światło zaczyna się w nim rozpraszać. Australijskim naukowcom udało się teraz "ścisnąć" światło w światłowodzie co najmniej dwukrotnie bardziej, niż było to osiągalne. Dokonali tego dzięki teoretycznym pracom opisującym zachowanie światła w nanoskali oraz wynalezieniu nowego typu światłowodu. Dzięki temu możliwe będzie skonstruowanie doskonalszych narzędzi do przetwarzania danych w sieciach telekomunikacyjnych, nowych źródeł światła czy lepszych komputerów optycznych. Odkrycie pozwoli też użyć światłowody nie tylko w roli "rurociągów" ale również czujników, umożliwiających np. wykrywanie wirusa grypy na lotniskach, ułatwiających prace podczas procedury sztucznego zapłodnienia czy też informujących o korozji w poszczególnych elementach samolotu.

TeleCuba, niewielka firma telekomunikacyjna z Miami, twierdzi, że rząd USA zgodził się na ułożenie pierwszego światłowodu łączącego Kubę ze Stanami Zjednoczonymi. Jeśli informacja ta jest prawdziwa, może to oznaczać nie tylko spadek cen rozmów telefonicznych pomiędzy oboma krajami, ale również poprawienie jakości sygnału internetu na rządzonej przez komunistów wyspie. Jeśli teraz TeleCuba uzyska analogiczną zgodę Hawany, to kabel zacznie przesyłać dane w połowie 2011 roku. Anonimowy urzędnik rządu kubańskiego stwierdził, że Hawana oczekuje, że rząd USA pozwoli grupie amerykańskich firm na budowę infrastruktury telekomunikacyjnej na wyspie. Nie był jednak w stanie stwierdzić, czy uzyskają one ostateczną zgodę Hawany. Kuba to jedyny kraj zachodniej półkuli, który nie jest połączony ze światem za pomocą światłowodów. Komunikacja z zagranicą opiera się na powolnych i drogich łączach satelitarnych. Co prawda Wenezuela już jakiś czas temu oświadczyła, że połączy się z Kubą światłowodem, ale prac jeszcze nie rozpoczęto, a więc Amerykanie mogą być pierwsi. Tym bardziej, że mają do pokonania 9-krotnie krótszą drogę. TeleCuba ocenia wartość inwestycji na 19 milionów dolarów, które będą pochodziły od prywatnych inwestorów. Wenezuela chce wydać z budżetu 70 milionów USD. Amerykański światłowód zostanie poprowadzony tą samą trasą, na której znajduje się nieczynny obecnie miedziany przewód, przeciągnięty w latach 50. pomiędzy Key West a przedmieściem Hawany, Cojimar. Zostanie on wyposażony w czujniki naukowe i meteorologiczne. Kabel będzie w stanie przesłać 8-10 terabitów danych na sekundę. To wystarczy do jednoczesnego prowadzenia ponad 160 milionów połączeń telefonicznych. Jedyny działający kabel, który łączy Florydę z Kubę może obsłużyć 144 jednoczesnych połączeń.

Wkrótce do Sejmu trafi ustawa, która ma spowodować, że w roku 2013 lub, najpóźniej, 2014 światłowody bez przeszkód będą mogły trafić do każdego gospodarstwa domowego w Polsce. Ma ona wejść w życie w styczniu przyszłego roku. Ustawa nie tylko pozwoli samorządom na łatwiejsze inwestowanie w infrastrukturę informatyczną, ale również będzie traktowała je jako ważne zadania, podobnie jak drogi czy kanalizację. Ponadto nakłada ona na drogowców obowiązek układanie przy każdej nowej lub remontowanej ulicy rury, pozwalającej na poprowadzenie światłowodu. Obowiązek wpuszczenia światłowodów w swoje instalacje nałożony zostanie również na wodociągi i zakłady energetyczne. Ustawa skróci też do 90 dni okres oczekiwania na decyzje administracyjne. Dodatkowy obowiązek nałożono też na developerów. Będą oni musieli układać światłowody w każdym nowym budynku wielorodzinnym.

Naukowcom z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley udało się przepuścić światło przez niezwykle małą szczelinę. To, co może wyglądać na czysto akademickie badania, będzie miało olbrzymie znaczenie przy miniaturyzacji urządzeń optycznych wykorzystywanych w telekomunikacji czy komputerach optycznych. Dotychczas rekordowo mała szczelina, przez którą przechodziło światło, miała 200 nanometrów średnicy. Teraz zespół profesora Xiang Zhanga udowodnił, że światło może przejść przez otwór o średnicy zaledwie 10 nanometrów. To aż 100 mniej, niż wynosi średnica obecnie używanych kabli optycznych. Ta technologia daje nam olbrzymią kontrolę nad światłem i pozwoli na stworzenie w przyszłości zadziwiających urządzeń - mówi Rupert Oulton, jeden z autorów badań. W miarę postępującej miniaturyzacji układów scalonych inżynierowie pracujący nad zastosowaniem w nich przewodów optycznych w miejsce miedzianych, szukają sposobów na miniaturyzację tych przewodów. Tak więc badania z Berkeley pozwolą na postępy w budowie maszyn optycznych. Miniaturyzacja ma jednak swoją granicę, na którą natknęli się także naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego. Otóż jeśli skompresujemy światło poniżej długości jego fali, światło nie pozostanie w tak małej przestrzeni zbyt długo. Akademicy wykorzystali zjawisko plazmoniki, gdy światło przy powierzchni metalu wiąże się z elektronami. Jednak taka fala świetlna może przebyć bardzo krótki odcinek, a później wygasa. Oulton zastanawiał się jednak nad połączeniem plazmoniki i półprzewodników. Wpadł na pomysł zbudowania światłowodu z bardzo cienkiej warstwy półprzewodnika połączonego z gładką srebrną powierzchnią, co powinno zwiększyć drogę przebywaną przez światło. To bardzo proste rozwiązanie i dziwię się, że nikt wcześniej na to nie wpadł - mówi uczony. Naukowcy przeprowadzili symulacje i okazało się, że światło w takim przewodzie nie tylko mogłoby przejść przez otwór o średnicy 10 nanometrów, ale jego droga wydłużyłaby się 100-krotnie w porównaniu z przeprowadzonym wcześniej doświadczeniem. Oulton wyjaśnia, że taka technika zadziała, ponieważ w tym przypadku półprzewodnikowo-srebrny system działa jak kondensator, przechowując energię pomiędzy okablowaniem a warstwą metalu. Gdy światło przepływa przez otwór, pojawiają się ładunki elektryczne na okablowaniu i metalu, które wydłużają drogą światła. To z kolei obala dotychczasową "prawdę" naukową mówiącą, że im bardziej skompresowane światło, tym krótszą drogę jest ono w stanie przebyć. Okazuje się zatem, że można kompresować światło i jednocześnie wydłużyć przebytą przez nie drogę. Na razie jednak, jak przyznaje Oulton, są to czysto teoretyczne rozważania. Jednak skonstruowanie półprzewodnikowo-srebrnej hybrydy nie powinno nastręczać większych kłopotów. Problem leży w czym innym. Otóż obecnie nie dysponujemy urządzeniami wykrywającymi światło na tak małej przestrzeni jaką jest 10 nanometrów. Zespół Zhanga pracuje jednak nad stworzeniem odpowiednich technik. Kolejne badania będą prowadzone, gdyż dają one nadzieję na dokonanie olbrzymiego postępu. Optyka sięga skali elektronów. A to oznacza, że potencjalnie możemy zrobić coś, co nigdy wcześniej nie było zrobione - mówi Oulton.

W technologiach transmisji danych, każda prędkość w końcu przestaje wystarczać. Nie dziwią zatem podejmowane bezustannie próby bicia kolejnych rekordów transferu, zarówno w powietrzu, kablach miedzianych, jak i światłowodach. Tymi ostatnimi zajmowali się badacze zatrudnieni w firmie Alcatel-Lucent – uzyskany przez nich wynik to 16,4 terabita na sekundę, a odległość, na jaką przesłano dane wyniosła 2550 km. Aby zdobyć swój rekord, naukowcy skorzystali z kilku nowych technologii, m.in. symetrycznego odbiornika optoelektronicznego o bardzo dobrej charakterystyce liniowej oraz niewrażliwego na zmiany temperatur mieszacza światła laserowego. Dzięki nim udało się przesłać 164 strumiene danych jednocześnie – każdy z nich z prędkością 100 Gbit/s. Jak twierdzą autorzy eksperymentu, ich praca przybliża pojawienie się stugigabitowych sieci lokalnych Ethernet. Również konkurencyjne ośrodki badawcze mają osiągnięcia w tej dziedzinie. Przedstawiane są kolejne fotoniczne układy scalone, niezbędne do budowy wydajnych sieci optycznych LAN. Jeśli urządzenia te pomyślnie przejdą fazę badań, prędkość sieci na dłuższy czas przestanie ograniczać wydajność systemów pamięci masowych i wielu innych urządzeń podłączanych do Ethernetu.

Każdy, kto interesuje się technikami transmisji danych, świetnie zdaje sobie sprawę z przewagi, jaką mają światłowody nad kablami miedzianymi. Choć z przyczyn ekonomicznych i technicznych te ostatnie wciąż mają się całkiem dobrze, dzięki naukowcom z Ames Laboratory (działającym na Iowa State University) już wkrótce mogą trafić do lamusa. Stojący na czele zespołu badawczego Rana Biswas twierdzi bowiem, że trwają prace nad idealnym sposobem zarządzania i globalnej dystrybucji ogromnych ilości danych w przewodach optycznych. Nowa technologia bazuje na "trójwymiarowych" kryształach fotonicznych, które pełnią rolę filtra, pozwalającego dodawać kanały na drodze światłowodu oraz je odejmować (ang. add-drop filter). Wspomniany filtr pozwala optymalnie wykorzystać dostępne pasmo przez ograniczenie "zasięgu" wybranego kanału jedynie do odcinka łączącego nadawcę z odbiorcą danych. Kanałów tych można dziś zmieścić w światłowodzie do 160, a dzięki opisywanej technice, efektywna pojemność łącza jest zwielokrotniana. Podobne urządzenia nie są co prawda niczym nowym, jednak dotychczas stosowane rozwiązania charakteryzowały się pewnymi ograniczeniami, np. dopiero opisywany kryształ zapewnia stabilną, wysoką jakość sygnału. Obecnie naukowcy pracują nad udoskonaleniem filtra optycznego. Ponieważ od jego rozmiaru zależą obsługiwane długości fal światła, konieczna jest miniaturyzacja kryształów do około 1,5 mikrometra. Jak twierdzą badacze, osiągnięcie tego rozmiaru stanowi niemałe wyzwanie.

Marzeniem speców od telekomunikacji jest urządzenie, które będzie w stanie w stanie przetwarzać sygnały optyczne z pominięciem klasycznych układów elektronicznych. Jednak wbrew tym trendom firma Photonic Power Systems (obecnie należąca do JDS Uniphase) ma zamiar wykorzystać światłowody do zasilania... zwykłych urządzeń elektrycznych. Pomysł jest pozornie absurdalny – przecież miedziane przewody są bardzo sprawne i powszechnie dostępne. Ma on jednak bardzo ważną zaletę: umożliwia odseparowanie odbiornika energii od reszty instalacji elektrycznej. Wspomniana cecha umożliwia m.in. montaż czujników poziomu paliwa w zbiornikach bez obaw o powstanie przepięć czy zwarć, a w konsekwencji – grożących zapłonem iskier. Ponadto system taki jest odporny na zakłócenia elektromagnetyczne, ma spore znaczenie m.in. w stacjach bazowych sieci komórkowych oraz rozrusznikach serca. Podstawą nietypowej metody zasilania są laser (źródło energii), światłowód oraz bateria miniaturowych ogniw fotowoltaicznych, przekształcających światło na energię elektryczną. Ogniwa te mają rozmiar 2×2 lub 1×1 mm, a ich wydajność osiąga 40-50% – jest to dwukrotnie więcej niż w powszechnie stosowanych bateriach słonecznych. Pierwsze urządzenia bazujące na opisanym systemie już są instalowane w sieciach energetycznych, gdzie zastępują duże i sprawiające wiele problemów transformatory, służące do pomiaru prądów o wysokim natężeniu.

Nanotechnologia oraz bezpośrednie przetwarzanie sygnałów optycznych to ostatnio wyjątkowo modne zagadnienia. Tym razem amerykańscy naukowcy informują o metodzie pozwalającej na usuwanie zakłóceń z sygnałów przesyłanych światłowodami, dzięki której będą mogły powstawać jeszcze szybsze i tańsze sieci do transmisji danych. Dotychczas do "oczyszczania" sygnału wymagane było przekształcenie go z postaci świetlnej na elektryczną, odpowiednie przetworzenie oraz przesłanie dalej w postaci wiązki światła. Łatwo się domyśleć, że taka metoda jest nie tylko kosztowna, ale też ma ujemny wpływ na wydajność sieci światłowodowej. Badacze z Cornell University przeprowadzili eksperyment, w ramach którego jako światłowodu użyto krzemowego nanowłókna o długości 1,8 cm i przekroju 500×300 nm. Z jednej jego strony wprowadzono sygnał świetlny oraz ciągły promień lasera. Okazało się, że na wyjściu, dzięki zjawisku tzw. mieszania czterofalowego (ang. FWM – Four Wave Mixing), otrzymano impulsy wzmocnione i oczyszczone z zakłóceń. Według pomiarów tzw. współczynnika wygaśnięcia (ang. ER – Extinction Ratio), jakość sygnału poprawiła się o 4,3 dB. Co ciekawe, w tradycyjnych systemach optycznych efekt FWM uważany jest za niekorzystny i pogarszający warunki transmisji danych. Z kolei wykorzystanie do regeneracji sygnału wspomnianego zjawiska oraz zwykłych światłowodów wymaga użycia nie dwucentymetrowych, lecz 100-metrowych włókien optycznych, a dodatkowo technika ta stwarza problemy ze stabilnością pracy. Kiedy zatem w naszych mieszkaniach pojawią się tanie, światłowodowe przyłączenia do Internetu? Chyba dość szybko, skoro nawet w Polsce budowane są sieci FTTH (Fibre To The Home) w ich tradycyjnej, raczej kosztownej postaci.

Firma CableLabs rozpoczęła testowanie pierwszych modemów korzystających z technologii DOCSIS 3.0. Modemy dostarczyli niezależni producenci, którzy chcą, by CableLabs wystawiła im odpowiednie certyfikaty. Obecnie operatorzy korzystają z DOCSIS 1.1. Jeszcze do niedawna technologia ta była wystarczająca, obecnie jednak, szczególnie w porównaniu z łączami światłowodowymi, oferuje zbyt wolny przepływ danych. Z kolei modemy pracujące zgodnie z DOCSIS 3.0 bez trudu dorównują światłowodom. Zapewniają one transfery rzędu 160 megabitów na sekundę do użytkownika i 120 Mb/s od użytkownika. Ponadto wspierają też IPv6. Wczesne testy dały bardzo obiecujące wyniki. W Korei Południowej klienci jednego z ISP, który obsługuje 1,1 miliona subskrybentów, mogli korzystać z prędkości 100 Mb/s. W Singapurze udało się osiągnąć nawet 145 Mb/s. Nowe wcielenie DOCSIS spowodowało, że ci dostawcy Internetu, którzy korzystają z tradycyjnych łączy, poczuli wiatr w żaglach. Ostatnimi czasy pojawia się bowiem coraz mocniejsza konkurencja i obecnie nie są oni w stanie zapewnić takich łączy jak np. Verizon i jego usługa FiOS (Fiber Optic Service). Niedawno Verizon zaoferował symetryczne łącza 20/20 (po 20 Mb/s w obu kierunkach) i zapowiedział asymetryczne 50/30. Nowe modemy pozwolą tradycyjnym operatorom konkurować z taką ofertą.

Pani Sibritt Löthberg z Karlstad w Szwecji jest właścicielką najszybszego na świecie łącza internetowego doprowadzonego do prywatnego mieszkania. Siedemdziesięciopięcioletnia staruszka komunikuje się z Internetem z oszałamiającą prędkością 40 gigabitów na sekundę. Aby uświadomić sobie, jak wielka jest to przepustowość, wystarczy dodać, że home.pl, największa polska firma hostingowa, której serwery znajdują się w największym polskim data center, prawdopodobnie dysponuje w sumie łączami o przepustowości około 12 Gb/s. Pani Löthberg może korzystać z tak szybkiego łącza dzięki swojemu synowi Peterowi, który jest zatrudniony w Cisco jako specjalista ds. sieci optycznych. Zmienił on dom swojej matki w modelowy przykład tego, jak powinna wyglądać szybka sieć komputerowa. Chciałem pokazać, że istnieją inne sposoby na łączenie się z Siecią, niż tradycyjne metody takie jak miedziane kable czy fale radiowe, którym brakuje tych możliwości, jakie daje światłowód – mówi Peter. Tajemnica superszybkiego połączenia leży w nowej technologii modulacji sygnału. Pozwala na bezstratne wysyłanie go pomiędzy dwoma ruterami, oddalonymi od siebie na odległość 2000 kilometrów. Technika nie wymaga stosowania transponderów.

Niemiecki Siemens ogłosił, że udało mu się pobić rekord przewodowej transmisji danych. Informacje przesłano światłowodem z prędkością 107 gigabitów na sekundę na odległość ponad 100 mil (ponad 160 km). Testy wykonano we współpracy z firmą Micram, Fraunhofer Institute oraz politechniką z Eindhoven. Zdaniem przedstawicieli Siemensa to najszybsza w historii transmisja danych, którą udało się osiągnąć poza laboratorium. „Rekord mógł zostać pobity dzięki nowym urządzeniom służącym do wysłania i odbioru sygnału” – stwierdził Siemens. Specjaliści niemieckiej firmy zapewniają, że wykorzystana technologia pozwoli na jednoczesne przetwarzanie danych ze 100 000 łączy DSL. Prace nad tak zaawansowanymi technikami są koniecznością, gdyż gwałtownie rośnie ilość danych multimedialnych przesyłanych przez Sieć. Firma Forrester Research twierdzi, że do roku 2011 sama tylko legalnie pobierana muzyka zapewni przemysłowi muzycznemu aż 36% obrotów w samej tylko Europie.