Интернет стал неотъемлемой частью нашей жизни, и трудно представить себе мир без него. Однако инфраструктура интернета, на которую мы полагаемся, не совершенна. Одной из самых больших проблем является необходимость использования глубоководных кабелей для соединения различных частей света. Прокладка и обслуживание этих кабелей обходится дорого, к тому же они уязвимы к повреждениям в результате стихийных бедствий и деятельности человека.
Новая технология ученых из Швейцарского федерального технологического института Цюриха (ETH Zurich) предлагает совершенно другой подход для создания интернет-магистрали, которая сможет соединять различные части мира без прокладки физических кабелей. Оптические лазеры для передачи данных могут передавать несколько десятков терабит в секунду, несмотря на огромную разрушительную турбулентность воздуха. Ученые ETH Zurich и их европейские партнеры продемонстрировали эту способность с помощью лазеров между горной вершиной Юнгфрауйох и городом Берн в Швейцарии. По их словам, в будущем это позволит создавать более экономичные и гораздо более быстрые магистральные соединения через околоземные спутниковые станции.
Хотя лазерная система не была испытана непосредственно с орбитальным спутником, она обеспечила передачу большого объема данных на расстояние 53 км в свободном пространстве.
"Для оптической передачи данных наш испытательный маршрут между Высотной исследовательской станцией на Юнгфрауйохе и Циммервальдской обсерваторией в Бернском университете гораздо сложнее, чем между спутником и наземной станцией", — сказал Янник Хорст, ведущий автор исследования и научный сотрудник Института электромагнитных полей ETH Zurich.
Лазерный луч проходит через плотные слои атмосферы вблизи земли. При этом множество факторов — различные турбулентности в воздухе над высокими заснеженными горами, водная поверхность озера Тун, плотная застройка мегаполиса Тун и плоскость Ааре — влияют на движение световых волн и, следовательно, на передачу данных. Мерцание воздуха, вызванное тепловыми явлениями, нарушает равномерное движение света и в жаркие дни может быть замечено невооруженным глазом.
Подключение к Интернету через спутник не является чем-то новым. Однако при передаче данных между спутниками и наземными станциями используются радиотехнологии, которые значительно менее мощные. Подобно беспроводной локальной сети (WLAN) или мобильной связи, такие технологии работают в микроволновом диапазоне спектра и поэтому имеют длину волны размером в несколько сантиметров.
Лазерные оптические системы, напротив, работают в ближнем инфракрасном диапазоне с длиной волны в несколько микрометров, что примерно в 10 000 раз короче. В результате они могут передавать больше информации в единицу времени.
Более того, производительность в 1 терабит в секунду была достигнута при использовании одной длины волны. В будущих практических приложениях система может быть легко увеличена до 40 каналов и, таким образом, до 40 терабит в секунду с использованием стандартных технологий.
