חוקרים מאנגליה פיתחו סיב אופטי חדש ותיעדו קצב תעבורה של 10 טרה בייט לשניה, תודות למעבר אור במהירות שקרובה למהירות האור בריק
כשבנג'מין פרנקלין יצא לשחק בעפיפון במזג אוויר סוער הוא הניח נכונה שחוט הבד הרטוב המחובר אל העפיפון יוליך זרם חשמלי מהשמיים הקודרים אל המפתח שקשר בקצהו. למרות ההצלחה של הניסוי המפורסם, היום כבל העברת הנתונים שהגיע יחד עם הסמארטפון שלנו איננו עשוי בד ספוג מים. התווך הנפוץ ביותר להעברת זרמי חשמל היום הינו תילי נחושת בתרכובת כזו או אחרת. אך ישנם יישומים הדורשים קצבי תעבורה קיצוניים להם תילי נחושת פשוט לא מספיקים. פריסת הרשת העולמית התת ימית ומעגלי התקשורת הפנימיים בתוך מחשבי על מסתמכים על סיבים אופטיים להעברת מידע.
סיבים אופטיים הם כשמם סיבים העשויים סיליקה או פלסטיק ומוליכים אור. אך בניגוד למה שנהוג להסיק, המידע בסיבים מסוג זה איננו נע במהירות 300,000,000 מטרים בשניה. מהירות האור בתוך תווך הסיבים נמוכה ב-31% ממהירות האור המירבית בוואקום. עתה, חוקרים מאונברסיטת סאות'המפטון באנגליה הצליחו לפתח סיב אופטי המוליך מידע ב-99.7% ממהירות האור המירבית. מהירות התעבורה בסיב החדש עומדת על כ-10 טרה בייטים לשניה, פי 1000 מרוחב הפס של הסיבים שנמצאים בשימוש מסחרי היום.
| כאן נולד הסיב האופטי החדש והמתקדם |
קרינת אור נעה מהר יותר באוויר הפתוח מאשר בתוך זכוכית או פלסטיק. עובדה זו הנחתה את צוות החוקרים באוניברסיטה. הם פיתחו סיב חלול שעשוי ברובו אוויר. נסיונות רבים ליצור סיב דומה כשלו בעבר. זאת כיוון שאור נע בקווים ישרים ומקדם השבירה של האוויר איננו גדול מספיק כדי ללכוד את קרני האור בתוך הסיב המתפתל. האור היה פוגע בבידוד החיצוני של הסיב מתפזר ודועך במהירות. שכבה חיצונית של זכוכית או פלסטיק סביב האוויר גם היא היוותה בעיה כיוון שיצרה הפרעות ורעשים אשר הגבילו משמועתית את רוחב הפס.
החוקרים התגברו על הבעיה על ידי שיפור יסודי של תצורת הסיב החלול בעזרת טבעת פער אנרגיה פוטוני (photonic-bandgap) דקה במיוחד. בתצורה החדשה קיימת דעיכת אות נמוכה יחסית (3.5 dB/km). רוחב הפס גדול מאוד וזמן השהות (latency) נמוך במיוחד, יחדיו הם מהווים שיפור של 31% מהסיבים האופטיים הקונבנציונאליים. כדי לשדר מידע בקצב של 10 טרה בייט (73.7 Tbit/s ליתר דיוק) המדענים השתמשו במרבב אורכי גל (WDM) ושידרו ב-3 מודים בעלי 96 ערוצים שונים של 256Gb/s כל אחד, ובכך הגיעו לקצבי התעבורה הגבוהים ביותר אי פעם.
| סיב אופטי. בקרוב מהיר עוד יותר |
דעיכת האות בסיבים החדשים אמנם נמוכה, אך לא נמוכה מספיק כדי להעביר נתונים למרחקים גדולים במיוחד. אי לכך, נראה כי הטכנולוגיה החדשה לא הולכת להחליף את הסיבים האופטיים הפרוסים על קרקעית האוקיינוסים בעתיד הקרוב. לעומת זאת יישומים הדורשים העברת מידע במהירות למרחקים קצרים, כמו מחשבי-על למשל, יוכלו להפיק תועלת רבה מאוד מהטכנולוגיה החדשה – אם וכאשר היא תצא מהמעבדה ותהפוך זמינה ליישומים ממשיים.
73.7 Tbit/s הם
בקירוב 9.2 טרה בייט לשניה, ולא 100 טרה בייט לשניה, על פי מה שרשמתם.
עד שיגיע
לישראל לפחות עוד 30 שנה מדינה מעפנה יש לנו
RECIEVERS
הבעיה היא ב RECEIVERS וכח העיבוד הדרוש לרוב, ולא ברוחב הפס.
אבל טוב לדעת שהטכנולוגיה עדיין עולה אקספוננציאלית
לא מדוייק
הסיבה שלא ניתן לעטוף בזכוכית או פלסטיק מסביב לאויר, היא שזה גורם לאיבודי אנרגיה משמעותיים בגלל תכונות ההחזרה, השימש הקונבנציונלי בסיב אופטי עובד, הודות למניפולציה בחוק סנל, שאור העובר מחומר בעל מקדם שבירה גבוה לנמוך, לא מסוגל לצאת החוצה בזוויות קהות, שכן ע"מ לקיים את המשוואה של חוק סנל זקוקים לsin גבוה מאחד, שזה לא ייתכן עבור מספר ממשי, ולכן עוצמת האור אינה מסוגלת לצאת מהסיב וכך לא הולכת לאיבוד אנרגיה בה, במקרה של הסיב האופטי החדש, זו הבעיה שהיה עליהם להתמודד איתה, והם עשו זאת ע"י שימוש אחר בחומר שכנראה הינו חסין למעבר של קרינה בתדרים הנתונים וע"מ למנוע זליגת אנרגיה בשל עירור של אטימים, בגלל האנרגיה המאוד גבוהה של גלים בתדרים אלו, השתמשו בחומר שפער האנרגיה שלו גבוה, או לא מתאים לעירור של אטומים לפי מצבי היסוד שלו.
סיליקון פוטוניקס?
Intel עובדת על זה כבר שנים
ל1 – Poteto.. Potato…
למה חוט חשמל רגיל לא מעביר במהירות האור?
יחי ההבדל הקטן בין בייט לביט
האחד משמעו Byte
והשני משמעו Bit
והם שונים
ל-7
מכמה סיבות שונות, האחת והחשובה שבינהם היא שגלים א"מ נעים במהירות האור רק בריק, בכל תווך אחר מלבד ריק הגלים תמיד נעים בפחות ממהירות האור, הסיבה השניה נקראת מודל דרודה לזרימת החשמל, ופה צריך להבין שחשמל הוא זרם של אלקטרונים אבל אנרגייה חשמלית לא נישאת ע"י המוליף כי אם מסביבו, מה שנקרא וקטור פוינטינג, ההספק נע "בעזרת" המוליך, ההספק נוצר ע"י תנועות אלקטרונים תחת פוטנציאל חשמלי (מתח), מאחר ויש התנגשויות בין האלקטרונים האנרגיה מועברת בצורה הרבה יותר איטית מאשר מהירות האור.
שכחתי להוסיף
שבצורה היפוטתית ניתן להגיע קרוב למהירות האור במוליכים, הבעיה העיקרית בהעברת מידע לוגי במוליכים חשמליים, הם קיבולי החוט עצמו, ותופעות חשמליות של השראות שלא קיימות בסיסים אופטיים.
לטל לוי מהפייסבוק
מהירות האור באוויר קטנה ממהירות האור בריק כי אור הוא לא רק פוטונים הוא גם גל, וריק נושא גל א"מ (אור)בצורה אידאלית, האוויר "שובר" את האור בדיוק כמו שהאור נשבר במעבר מאוויר לתוך מים, חוק סנל קובע שמעבר תווכים יוצר שבירה.
בכל מקרה באוויר נוסף לכל זה (ובלי קשר) יש הפסדי אנרגיה והרבה הנחתות של אורכי גל שונים (אולטרה סגול וקרינת רנטגן נחסמת על ידי האטמוספרה שלנו).
אתה צריך לחשוב על זה כמו גל קול, אוויר הוא מוליך קול לא רע, אבל חוט מתוח בין שתי תיבות תהודה עושה את זה יותר טוב, כי קיים תווך.
לא נהוג לכתוב קצבים בתקשורת בBYTE, זה לא מקצועי.
נפחי אחסון – Byte
קצבי תעבורה – bit
בהתאם גם KByte = KB ו-Kbit = Kb
איך בדיוק אור מעביר מידע?
כנ"ל…
ל13
בדיוק כמו שחשמל מעביר מידע. 0 ו 1.
יש חשמל זה 1 ואין חשמל זה 0