Беспроводной интернет в гигабитах в секунду. Включение суперлюминации
42,8 Гбит/с — это скорость Wi-Fi в Технологическом университете (TU) в Эйндховене, Нидерланды. Ну, может быть, не во всем, а в одной из лабораторий, где работает проект BROWSE в Интернете будущего. А на самом деле на расстоянии всего 2,5 м. Такой результат был достигнут несколько месяцев назад, и работали экспериментаторы под руководством проф. Тон Коонен.
— Всем известно, что при большой нагрузке емкость сжимается, — пояснил в интервью журналу «НОС» проф. Тон Коонен. — Это потому, что Wi-Fi использует радиоволны. Если в сети много устройств, нам нужно разделить пропускную способность антенны Wi-Fi с другими пользователями. Итак, у нас большой торт, и каждый получает по кусочку.
Команда из голландского университета, однако, использовала вместо радиоволн инфракрасная радиация. Пакеты битов данных отправляются непосредственно на разные устройства, при этом каждое устройство получает свой отдельный пакет. По словам Кунена, такое решение могло бы, например, значительно улучшить качество интернета в поезде.
«Тогда каждый получает весь торт», — говорит он. Сеть Wi-Fi работает в диапазоне частот 2400-2485 МГц (2,4 ГГц) или 4915-5825 МГц (5 ГГц). Система, созданная в Техническом университете Эйндховена, использует инфракрасный свет с длиной волны 1500 нанометров и более. Это означает частоту около 200 ТГц, что значительно увеличивает мощность данных световых лучей. Однако система Эйндховена до сих пор использовала только световые лучи для поиска данных. Они по-прежнему передаются с помощью радиосигналов, потому что в большинстве приложений для передачи требуется гораздо меньше места.
Беспроводная интернет-зарядка
Не напоминает ли это «технологию будущего», известную несколько лет назад и потом несколько затуманенную под названием Li-Fi, т.е. концепция доставки интернета с подсветкой? Ведь инфракрасный тоже свет, только невидимый.
Тесты, проведенные несколько лет назад, показали, что Li-Fi может развивать скорость до 224 Гбит/с. В экспериментах, проведенных в 2015 году во внелабораторных условиях, удалось достичь 1 Gb / s, что по-прежнему хорошо для беспроводной передачи. Некоторые надеялись, что дома и в офисах можно будет пользоваться Интернетом практически из любой точки мира. Однако протестированные методы Li-Fi имели те же ограничения, что и Wi-Fi — полоса частот должна была быть разделена между всеми устройствами в радиусе действия передатчика.
Инфракрасный Li-Fi — не новая идея, но в большинстве предыдущих экспериментальных систем использовались энергоемкие движущиеся зеркала для направления лучей инфракрасного света. Схема, разработанная в университете Эйндховена, использует пассивные антенны для отправки данных без движущихся частей. Антенны посылают инфракрасные лучи по оптоволоконному каналу с помощью специальных ферм, которые излучают их в разных направлениях в зависимости от длины волны и угла падения. Это означает, что механизм не требует для этой операции ни электропитания, ни технического обслуживания — он не является механически движущимся элементом. Каждое устройство получает луч с несколько разной длиной волны, поэтому соединение не должно тормозиться, сколько бы компьютеров одновременно не пользовались сетью.
Недостатком инфракрасной системы является то, что стены непроницаемы для лучей. Это означает, что в каждой комнате должна быть установлена отдельная антенна. Система также не увеличит скорость реального интернета. Кстати, тоже возникает вопрос, справятся ли наши устройства с такой быстрой передачей и в полной мере ее задействуют. Впрочем, эту проблему можно оставить на тот момент, когда такие передатчики уже появятся на рынке.
Запись за записью
В мире онлайн рекордов скорости можно немного заблудиться. Это связано с тем, что результаты испытаний в лабораторных условиях — это одно, а работа «в полевых условиях», т.е. в реально используемых телекоммуникационных сетях, — это другое. Также необходимо различать результаты испытаний новых технологий на основе известных решений, например оптических волокон, и экспериментов с совершенно новыми носителями. Также необходимо различать проводные и ненужные кабели.
Тестирование беспроводного интернета, проведенное специалистами Технологического института Карлсруэ
Вот история интернет-записей за последние несколько лет:
• Май 2011 — Исследователи из Немецкого технологического института в Карлсруэ добились широкополосной скорости около 26 Тб/сек с помощью одного волоконного лазера. (терабит в секунду).
• 2013 — Рекорд скорости беспроводной передачи данных на большие расстояния составляет 40 Гбит/с. Он принадлежит к немецкой группе ученых из вышеупомянутого Технологического института в Карлсруэ (3). В мае 2013 года в Германии удалось добиться рекордной передачи на расстояние около 1 км — между двумя зданиями, с частотой сигнала 240 ГГц. С другой стороны, осенью 2013 года, используя экспериментальные субтерагерцовые волны, специалистам из Карлсруэ удалось добиться скорости 100 Гбит/с, на расстоянии 20 м.
• Январь 2014 Ученые из Великобритании создали самое быстрое интернет-соединение, когда-либо созданное с помощью коммерческих волоконно-оптических кабелей. Они достигли скорости передачи 1,4 Тб/сек, или 0,175 Тб/сек. (терабайт в секунду). Благодаря таким скоростям, например, за одну секунду можно загрузить 44 несжатых HD-фильма (каждый по 4 ГБ) Протестировано на канале BT Tower в центре Лондона, из Ипсвича на восточном побережье Англии. Это достижение стало результатом сотрудничества между телекоммуникационными компаниями Alcatel-Lucent и BT. Они использовали семь различных линий пропускной способностью по 200 Гбит/с каждая.
• Август 2014 — Ученые из Технического университета Дании (DTU) добились скорости передачи 43 Тб/сек. (5,375 ТБ/сек) с использованием многожильного оптоволоконного передатчика. Университет был одним из первых, кто опробовал семиволоконный чип производства японских телекоммуникационных компаний Nippon Telegraph and Telephone Corporation.
• Октябрь 2014 — Совместная работа ученых из Голландского технологического университета в Эйндховене и Университета Центральной Флориды установила новый рекорд передачи данных по одному оптическому кабелю длиной 1 км. Им удалось добиться скорости передачи 255 Тб/сек. (32 ТБ/сек.). Это примерно соответствует общей сумме всего интернет-трафика за час.
• Август 2017 — Verizon, один из мобильных операторов, работающих в США, установил новый рекорд по передаче данных с помощью LTE. Американские специалисты добились скорости 1,07 Гбит/с. Для этого они использовали дуплексный спектр с частотным разделением 200 МГц, с частотами, разделенными на прием и передачу данных. Помимо Verizon, в испытаниях также участвовали Qualcomm и Ericsson. Это стало возможным благодаря одновременному использованию двенадцати потоков LTE. Ericsson назвала это очередной вехой на пути к технологии передачи данных 5G.
