Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Niemieccy naukowcy z Instytutu Technologii w Karlsruhe przesłali w promieniu lasera dane z prędkością 26 terabitów na sekundę i skutecznie je rozkodowali.

Sukces zespołu profesora Jürga Leutholda był możliwy dzięki opracowaniu nowej metody rozkodowywania danych. Opto-elektryczna metoda polega na rozbiciu danych optycznych na strumienie tak, by ilość informacji trafiająca do dekodera była bardziej uporządkowana. Jest to konieczne, gdyż nie istnieją elektryczne dekodery zdolne do pracy z częstotliwością 26 terabitów na sekundę.

Zespół Leutholda zastosował używaną w komunikacji mobilnej technikę OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing), metodę polegającą na jednoczesnej transmisji wielu strumieni danych w ortogonalnych częstotliwościach. Bazuje ona na szybkich transformacjach Fouriera. Wyzwaniem było zwiększenie prędkości całego procesu nie o 1000, ale o niemal milion, by osiągnąć prędkość przetwarzania danych rzędu 26 terabitów na sekundę. Decydujące okazało się zaimplementowanie matematycznego wzorca w optyce - mówi Leuthold.

Uzyskane przez nas wyniki pokazują, że nie przekroczyliśmy jeszcze fizycznej granicy transferu danych - dodaje uczony.

Kilka lat temu osiągnięcie prędkości 26 Tb/s było uważane za utopię, nawet jeśli mówiono o wykorzystaniu systemów z wieloma laserami. Nie istniał żaden przykład takiej transmisji. Przesyłając 26 terabitów na sekundę można jednocześnie obsłużyć do 400 milionów połączeń telefonicznych. Wówczas nikt nie potrzebował tak szybkich transmisji. Teraz sytuacja jest inna - mówi.

Rosnący popyt na transmisję wideo powoduje, że konieczne jest stosowanie łączy o coraz większej przepustowości. Układane są pierwsze kable pozwalające na przesyłanie 100 gigabitów na sekundę, a naukowcy w wielu instytucjach badawczych skupiają się nad rozwojem technologii pozwalających przesłać od 400 Gb/s do 1 Tb/s.

Profesor Wolfgang Freude, współautor badań, zauważa, że inny zespół zaprezentował już transmisję rzędu 100 Tb/s. Problem w tym, że oni nie użyli jednego, ale 370 laserów. To niezwykle kosztowne przedsięwzięcie. Jeśli wyobrazimy sobie taki system, będzie on zajmował wielkie szafy i zużywał kilowaty energii - mówi. Tymczasem Niemcy przesłali 26 terabitów w ciągu sekundy za pomocą jednego lasera, korzystając z optycznego grzebienia częstości. Jest to taki rodzaj promienia, którego widmo składa się z wielu równoodległych częstości. W ten sposób pracuje laser femtosekundowy, który ma szerokie widmo.

Transformacje Fouriera pozwalają na wydzielenie różnych kolorów z promienia lasera na podstawie czasu przybycia do celu różnych jego części. Niemcy optycznie rozdzielili różne kolory, a następnie połączyli je w dekoderze. W ten sposób lepiej zorganizowano dane, które przybywają w różnym czasie, co pozwoliło na ich efektywne dekodowanie.

System opracowany w Karlsruhe może zostać zintegrowany w układzie scalonym, co w przyszłości umożliwi jego praktyczne wykorzystanie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Proszę o wyjaśnienie terminu "równoległych częstości.".

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Australijscy teoretycy kwantowi wykazali, że możliwe jest przełamanie obowiązującej od 60 lat bariery ograniczającej koherencję światła laserowego. Koherencja, czyli spójność wiązki światła, może być w przypadku laserów opisana jako liczba fotonów wyemitowanych jeden po drugim w tej samej fazie. To element decydujący o przydatności lasera do różnych zastosowań.
      Obowiązujące poglądy na temat spójności światła laserowego zostały nakreślone w roku 1958 przez amerykańskich fizyków, Arthura Schawlowa i Charlesa Townesa. Obaj otrzymali zresztą Nagrodę Nobla za swoje prace nad laserami. Teoretycznie wykazali, ze koherencja wiązki lasera nie może być większa niż kwadrat liczby fotonów obecnych w laserze, mówi profesor Howard Wiseman z Griffith University. Stał on na czele grupy naukowej złożonej z Griffith University i Macquarie University.
      Poczynili jednak pewne założenia odnośnie ilości energii dostarczanej do lasera oraz sposobu, w jaki jest ona uwalniana, by uformować wiązkę. Ich założenia miały wówczas sens i wciąż są prawdziwe w odniesieniu do większości laserów. Jednak mechanika kwantowa nie potrzebuje takich założeń, dodaje Wiseman.
      W naszym artykule wykazaliśmy, że prawdziwa granica koherencji, nakładana przez mechanikę kwantową, to czwarta potęga liczby fotonów przechowywanych w laserze, dodaje profesor Dominic Berry.
      Naukowcy zapewniają, że taką koherencję można osiągnąć w praktyce. Przeprowadzili bowiem symulację numeryczną i stworzyli oparty na mechanice kwantowej model lasera, który może osiągnąć ten nowy teoretyczny poziom spójności wiązki. Wiązka taka, poza spójnością, jest identyczna z wiązką konwencjonalnego lasera.
      Trzeba będzie poczekać na pojawienie się takich laserów. Udowodniliśmy jednak, że używając nadprzewodników można będzie zbudować taki laser, którego granice będą wyznaczane przez zasady mechaniki kwantowej. Obecnie ta sama technologia jest wykorzystywana do budowy komputerów kwantowych. Nasz laser może właśnie w nich znaleźć zastosowanie, mówi doktorant Travis Baker.
      Profesor Wiseman dodaje zaś, że prace jego zespołu każą postawić interesujące pytanie o możliwość skonstruowania bardziej energooszczędnych laserów. To przyniosłoby duże korzyści. Mam nadzieję, że w przyszłości będziemy mogli zbadać tę kwestię.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na internetowych czarnych rynkach pojawiła się oferta sprzedaży danych 92 milionów Brazylijczyków. Jej cena wywoławcza to 15 000 dolarów. Wiadomo, że oferentem jest ktoś zarejestrowany jako X4Crow, a bazę wystawiono na wielu forach, do których dostęp uzyskuje się za zaproszeniem lub poprzez płatną rejestrację.
      Jak twierdzi sprzedający, baza zawiera nazwiska, daty urodzenia oraz identyfikatory podatkowe około 92 milionów Brazylijczyków. Baza w formacie SQL zajmuje 16 gigabajtów, a zaprezentowane fragmenty wskazują, że jest ona podzielona na poszczególne stany.
      Witryna BleepingComputer poinformowała, że otrzymała próbkę bazy danych. Dziennikarze potwierdzili, że dane te są prawdziwe oraz zawierają m.in. informacje o nazwisku matki. Nie wiadomo, co jest źródłem bazy, jednak sprzedający poinformowali dziennikarzy, że pochodzi ona ze źródeł rządowych.
      Sprzedający twierdzą, że dzięki informacjom z tej bazy możliwe jest pozyskanie dodatkowych informacji, jak dane z dowodów osobistych czy praw jazdy. Niewykluczone, że możliwe jest też zdobycie innych danych osobowych, jak numery telefonów, e-maili, informacji o zawodzie, wykształceniu, członkach rodziny, numerach rejestracyjnych pojazdów i wielu innych.
      Próba sprzedaży danych dotyczących milionów obywateli Brazylii to kolejny w ostatnich tygodniach przykład na masowy wyciek danych z instytucji rządowych. We wrześniu wycikeły informacje na temat około 20 milionów obywateli Ekwadoru, a na początku października do sieci trafiły informacje podatkowe dotyczące około 20 milionów obywateli Rosji.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed tygodniem w National Ignition Facility (NIF) uzyskano rekordowo silny impuls lasera. W ramach badań nad nowymi źródłami energii 192 lasery wysłały jednocześnie ultrafioletowe impulsy świetlne w kierunku centralnej komory, w której uzyskano 1,875 megadżula. Każdy z impulsów trwał 23 miliardowe części sekundy i w sumie wygenerowały one moc 411 biliardów watów (TW) czyli 1000 razy większą niż potrzebna jest do zasilenia całych Stanów Zjednoczonych.
      To ważny krok w kierunku rozpoczęcia fuzji. Podczas przygotowań do uruchomienia NIF dokonywaliśmy wielu podobnych prób, podczas których uruchamiany był jeden laser czy też zestawy po cztery. Tym razem jednak jednocześnie wystrzeliły 192 lasery - mówi Edward Moses, dyrektor NIF.
      Moc laserów NIF wynosi w sumie 2,03 MJ, jednak zanim promienie dosięgną centralnej komory ich moc nieco spada ona podczas przechodzenia przez instrumenty diagnostyczne i optykę. NIF jest zatem pierwszym ośrodkiem, w którym lasery ultrafioletowe osiągnęły moc 2 MJ. To niemal 100-krotnie więcej niż możliwości innych podobnych ośrodków.
      Podczas testu osiągnięto też bardzo dużą precyzję produkcji energii. Odchylenie nie przekraczało 1,3%. Precyzja jest niezwykle ważna, gdyż to rozkład energii pomiędzy poszczególnymi promieniami będzie decydował o symetrii implozji w kapsułach zawierających paliwo niezbędne do rozpoczęcia fuzji.
      National Ignition Facility pracuje w ramach Lawrence Livermore National Laboratory. O otwarciu zakładu oraz jego zadaniach informowaliśmy w 2009 roku.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Grupa naukowców położyła fundamenty pod skonstruowanie niezwykle dokładnego zegara atomowego. Zegara, który może pomylić się o 1/10 sekundy w ciągu 14 miliardów lat.
      Takie urządzenie byłoby przydatne do nawiązywania bezpiecznej łączności oraz posłużyłoby do zbadania postaw fizyki. Obecnie najdokładniejszy zegar atomowy świata - brytyjski CsF2 - może wykazać odchylenie o 1 sekundę na 138 milionów lat.
      Obecnie używane zegary atomowe są wystarczająco dokładne do większości zastosowań. Są jednak takie dziedziny, w których posiadanie dokładniejszego zegara jest bardzo pożądane - mówi profesor Alex Kuzmich z Georgia Institute of Technology. Oprócz fizyków z Georgii w pracach zespołu brali udział naukowcy z australijskiego University of New South Wales oraz University of Nevada.
      Zegary atomowe do pomiaru czasu wykorzystują drgania elektronów w atomach wywoływane przez działanie laserów. Jednak elektrony są podatne na oddziaływanie pola elektrycznego i magnetycznego, co zaburza ich dokładność. Naukowcy z USA i Australii wpadli na pomysł, by zamiast elektronów wykorzystać neutrony, które są cięższe i gęściej upakowane, zatem mniej podatne na wpływy zewnętrzne. Zegar neutronowy powinien być zatem dokładniejszy od opartego na elektronach.
      W naszym artykule pokazaliśmy, że za pomocą lasera można tak wpłynąć na orientację elektronów, że będziemy mogli wykorzystać neutrony w roli wahadła odmierzającego czas. Jako, że neutrony są gęsto upakowane, czynniki zewnętrzne nie będą miały niemal żadnego wpływu na ich drgania - mówi Corey Campbell, główny autor artykułu.
      Uczeni proponują wykorzystać petahercowy (1015) laser do wzbudzenia jonu toru 229. Taki zegar będzie pracował tylko w bardzo niskich temperaturach, rzędu ułamków kelwina. Zwykle takie temperatury uzyskuje się za pomocą lasera, jednak tutaj będzie to stanowiło problem, gdyż laser jest wykorzystywany do wzbudzenia jonów. Naukowcy zaproponowali użycie jonu toru 232 obok toru 229. Tor 232 reaguje na inną częstotliwość światła lasera niż tor 229. Cięższy jon miałby zostać schłodzony i schłodzić cały system, bez wpływania na oscylacje toru 229.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Doktor Julian Allwood i doktorant David Leal-Ayala z Univeristy of Cambridge udowodnili, że możliwe jest usunięcie toneru z papieru, który został zadrukowany przez drukarkę laserową. W procesie usuwania papier nie zostaje poważnie uszkodzony, dzięki czemu tę samą kartkę można wykorzystać nawet pięciokrotnie. Niewykluczone, że w niedalekiej przyszłości powstaną urządzenia, które będą potrafiły zarówno drukować jak i czyścić zadrukowany papier.
      „Teraz potrzebujemy kogoś, kto zbuduje prototyp. Dzięki niskoenergetycznym skanerom laserowym i drukarkom laserowym ponowne użycie papieru w biurze może być opłacalne“ - mówi Allwood.
      Niewykluczone, że nowa technika nie tylko przyniesie korzyści finansowe firmom i instytucjom, ale również przyczyni się do ochrony lasów, redukcji zużycia energii i emisji zanieczyszczeń, do których dochodzi w procesie produkcji papieru i jego pozbywania się, czy to w formie spalania, składowania czy recyklingu.
      Naukowcy, dzięki pomocy Bawarskiego Centrum Laserowego, przetestowali 10 różnych konfiguracji laserów. Zmieniano siłę impulsów i czas ich trwania, używając laserów pracujących w ultrafiolecie, podczerwieni i w paśmie widzialnym. Podczas eksperymentów pracowano ze standardowym papierem Canona pokrytym czarnym tuszem z drukarki laserowej HP. Takie materiały i sprzęt są najbardziej rozpowszechnione w biurach na całym świecie.
      Po oczyszczeniu z druku, papier był następnie analizowany przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego, który pozwalał zbadać jego kolor oraz właściwości mechaniczne i chemiczne.
      Wstępne analizy wykazały, że rozpowszechnienie się techniki oczyszczania i ponownego wykorzystywania papieru może o co najmniej połowę obniżyć emisję zanieczyszczeń związaną z produkcją i recyklingiem papieru.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...