Teoretické hranice optické komunikace známy!
27.7.2001, Petr Klabazňa, článek
O propočet maximálního množství informací, které lze přenést přes optická vlákna, se zasloužili vědci v laboratořích Bell Labs společnosti Lucent Technologies. A výsledek? Dopracovali se až k číslu 100 terabitů...
Vědci v laboratořích Bell Labs společnosti Lucent Technologies spočítali maximální množství informací, které lze přenést přes optická vlákna. Stanovili, že přes jedno optické vlákno je teoreticky možné poslat najednou 100 terabitů informací, což je přibližně 20 miliard jednostránkových elektronických zpráv (ach ty dráty.. :-o).
A k čemu vlastně takovéto množství informací potřebujeme přenášet? To je vcelku jednoduché (stejně tak jako u pevných disků s velkou kapacitou, kde platí, že čím větší disk máme, tím rychleji je jej možné zaplnit...), kromě zvyšující se poptávky po vysokorychlostním přístupu k Internetu je zde stále se rozvíjející oblast širokopásmových aplikacích (např. video-on-demand).
V současnosti optické systémy mohou přenášet méně než dva terabity informací za sekundu a laboratorní pokusy dokázaly, že je možné dosáhnout přenosové rychlosti 10 terabitů za sekundu. Doposud však bylo obtížné teoreticky spočítat, jaký objem informací lze přenést přes optické vlákno, neboť fyzikální vlastnosti skla činí světlo přenášené přes optické vlákno náchylným k velmi komplikovanému rozpadu. Kupříkladu rychlost světelného signálu putujícího vláknem není konstantní tak jako ve volném prostoru. Fyzici označují toto chování jako "nelineární" odezvu. Tento nelineární efekt vede k tomu, že se část signálu putujícího vláknem přemění v hluk. V důsledku toho představuje kalkulace přesného objemu informací, které je možno poslat přes vlákno, velmi náročný úkol.
Vědcům v laboratořích Bell Labs se podařilo zjednodušit tento úkol použitím analogie z kvantové fyziky a myšlenek z informatiky. Zkoumali telekomunikační systémy používající multiplexování s dělením podle vlnové délky (techniku, která najednou přenáší světelné vlny různých barev přes stejné vlákno a umožňuje tak poslání většího množství informací) a odhadli, jaké množství informací může být přeneseno z vysílače na přijímač. Zjistili, že pokud je síla vysílaného signálu nedostatečná, je signál přebit hlukem v systému. Příliš silný signál však zase narušuje jiné signály. Na základě vlnových délek a hodnot typických pro komunikační sítě vědci zjistili, že je teoreticky možné poslat 100 terabitů dat za sekundu bez přílišného hluku či narušení jiných signálů.
Teorii bychom tedy měli zdárně za sebou .. nicméně se vědci shodli na tom, že jsme ještě značně vzdáleni od základních hranic současných komerčních systémů a není dosud jisté, kdy se optické systémy budou schopny přiblížit teoretickým hranicím. Když jsem si tak pročítal tuto tiskovou zprávu říkal jsme si, co asi překoná optická vlákna? Ale po předchozím prohlášení si zase říkám, že je na takovéto úvahy ještě příliš brzy...
Zdroj Tisková zpráva
A k čemu vlastně takovéto množství informací potřebujeme přenášet? To je vcelku jednoduché (stejně tak jako u pevných disků s velkou kapacitou, kde platí, že čím větší disk máme, tím rychleji je jej možné zaplnit...), kromě zvyšující se poptávky po vysokorychlostním přístupu k Internetu je zde stále se rozvíjející oblast širokopásmových aplikacích (např. video-on-demand).
V současnosti optické systémy mohou přenášet méně než dva terabity informací za sekundu a laboratorní pokusy dokázaly, že je možné dosáhnout přenosové rychlosti 10 terabitů za sekundu. Doposud však bylo obtížné teoreticky spočítat, jaký objem informací lze přenést přes optické vlákno, neboť fyzikální vlastnosti skla činí světlo přenášené přes optické vlákno náchylným k velmi komplikovanému rozpadu. Kupříkladu rychlost světelného signálu putujícího vláknem není konstantní tak jako ve volném prostoru. Fyzici označují toto chování jako "nelineární" odezvu. Tento nelineární efekt vede k tomu, že se část signálu putujícího vláknem přemění v hluk. V důsledku toho představuje kalkulace přesného objemu informací, které je možno poslat přes vlákno, velmi náročný úkol.
Vědcům v laboratořích Bell Labs se podařilo zjednodušit tento úkol použitím analogie z kvantové fyziky a myšlenek z informatiky. Zkoumali telekomunikační systémy používající multiplexování s dělením podle vlnové délky (techniku, která najednou přenáší světelné vlny různých barev přes stejné vlákno a umožňuje tak poslání většího množství informací) a odhadli, jaké množství informací může být přeneseno z vysílače na přijímač. Zjistili, že pokud je síla vysílaného signálu nedostatečná, je signál přebit hlukem v systému. Příliš silný signál však zase narušuje jiné signály. Na základě vlnových délek a hodnot typických pro komunikační sítě vědci zjistili, že je teoreticky možné poslat 100 terabitů dat za sekundu bez přílišného hluku či narušení jiných signálů.
Teorii bychom tedy měli zdárně za sebou .. nicméně se vědci shodli na tom, že jsme ještě značně vzdáleni od základních hranic současných komerčních systémů a není dosud jisté, kdy se optické systémy budou schopny přiblížit teoretickým hranicím. Když jsem si tak pročítal tuto tiskovou zprávu říkal jsme si, co asi překoná optická vlákna? Ale po předchozím prohlášení si zase říkám, že je na takovéto úvahy ještě příliš brzy...
Zdroj Tisková zpráva
