Органические материалы ускорят интернет

Когда технология заходит в тупик, ей на помощь приходит наука. Казалось бы, проводной интернет давно подошел к черте, за которую его возможности не простираются. Однако международная научная группа сумела создать принципиально новые виды оптических коммуникаций, которые по своим характеристикам смогут превзойти все существующие виды связи.

Новый органический материал демонстрирует беспрецедентно высокую оптическую проводимость и использует различные опосредованные технологии управления светом. Уже в ближайшее время он сможет найти применение в создании новых сетевых комплектующих, сменив ставшие классическими кремниевые технологии.

Полученный в ходе лабораторных испытаний материал обладает всеми свойствами идеального оптического проводника – он прозрачен, сверхтонок и полностью лишен дефектов, что так же немаловажно при передаче света. В качестве аналогии его работы один из участников проекта профессор Эйван Бьяджо приводит снежный двор: «Представьте, что вы положили два бруска на разных концах двора. Пошел снег, и снежинки заполнили все пространство на земле и поверх кирпичей. Так и наш материал занимает все предоставленное ему пространство».

Нелинейные свойства молекул нового органического материала позволяют пускать луч света сквозь заполненный ими проводник без потерь яркости и искажения частоты. Сигнал в кабеле с таким наполнителем изначально не зависит от расстояния между источником и приемником, в нем практически отсутствует эффект затухания.

В ходе экспериментов ученым удалось достичь скорости передачи данных в 42,7 гигабит в секунду при мультиплексной передаче (различные наборы данных передаются вперемежку по единственному каналу) и 170 гигабит при полной загрузке канала. Подобные скорости в настоящее время не были достигнуты ни при одном способе передач данных, даже на системных шинах видеокарт, очень требовательных к объемам трафика.

В существующих на настоящий момент системах передачи данных оптические сигналы преобразуются в электронные, что позволяет ими легко управлять. Одновременно, такая трансформация ведет к снижению скоростей, что в некоторых случаях чревато потерей оперативности. Получается, что все возможности оптических технологий не могли быть реализованы при стандартном подходе.

В нелинейных оптических системах возможно складывание световых волн, их усиление и рассеивание, причем все эти процессы определяются лишь материалом, через который проходит свет. Изучаемая Эйваном Бьяджо и его коллегами органическая молекула DDMEBT обладает в 1000 крат более чистыми оптическими свойствами, чем идеальное кремниевое стекло, что позволяет добиваться отличных результатов при передаче данных.

«Используя чистый кремний, человек не может контролировать оптические процессы в кабеле. Отсюда и возникает теоретический предел кабельных технологий в 20-30 гигабит в секунду, - объясняет Бьяджо. - Созданная нами молекула позволяет управлять потоком данных – ее свойства в том или ином участке характеризуют дальнейшее поведение оптического сигнала. Наибольшей эффективности можно достичь при комбинировании нового органического материала и проверенного временем кремния».

Ученые продолжают ставить эксперименты над новым типом органических молекул, однако уже сейчас готовы говорить о перспективности этой технологии, которая сможет заменить устаревшие медные «дорожки» на микросхемах и соединить между собой компьютеры по всему миру.