Optik genombrott som gör Internet 100x snabbare kan rädda webben

Tack vare bredbandens magi tar det inte längre 45 sekunder att ladda en enda webbsida. Men ett nytt optik genombrott från forskare från RMIT University har potential att göra queuing upp videor på wifi som att du tittar på att måla torr. Ännu viktigare säger uppfinnarna att denna förbättring enkelt kan genomföras ovanför den befintliga internetinfrastrukturen.

I det nya pappret publiceras tisdag i Naturkommunikation, avslöjade forskare världens första nanophotonic-enhet för kodning och bearbetning av data. Enheten bygger på tidigare arbete som gjorts av forskargruppen med "twisted light" för att utöka datakapaciteten hos de fiberoptiska kablarna som nu är industristandard. Deras senaste uppfinning tar oss ett steg närmare att skapa ett ultra-snabbt internet som inte skulle kräva att den fiberoptiska infrastrukturen begravdes helt i havsbotten.

Hur Twisted Light är en spelväxlare

Där RMIT: s laboratorium för artificiell intelligens Nanophotonics (LAIN) forskningsändringar spelar internethastigheten genom att öka tillgänglig bandbredd för att skicka information. Medan bredband använder det synliga färgspektret, visar ett 2016-papper hur gruppen utnyttjade ljuset vi inte kan se genom att ändra sin rotation, eller orbitalt vinkelmoment (OAM), för att skapa det som de kallar "vridet ljus".

"Vad vi lyckats göra är att överföra data via ljus på högsta möjliga kapacitet på ett sätt som gör det möjligt för oss att massivt öka vår bandbredd, säger medförfattare Dr. Haoran Ren i ett uttalande.

Men det som går upp måste också komma ner. Så när laget översatte information till tvinnat ljus, behövde de också avkoda det, vilket är där deras senaste uppfinning passar in.

"För att göra detta skulle det tidigare krävas en maskin som storleken på ett bord, vilket är helt opraktiskt för telekommunikation, säger Ren. "Genom att använda ultratunna topologiska nanoskikt som mäter en bråkdel av en millimeter, gör vår uppfinning det här jobbet bättre och passar i slutet av en optisk fiber."

Internetens nuvarande tillstånd

Detta kommer på ett avgörande ögonblick. Över 99 procent av alla data går igenom de över 700 000 miles (1,1 miljoner km) kablarna begravda under vattnet. Vid detta tillfälle bär fiberoptiska kablar som är mindre än en tiondel av ett människohårs tjocklek data genom ljuspulser som studsar i plastbelagda glasstrålar. Denna metod har tjänat oss ganska bra, men vår otänkbara aptit för datorkraft är en påminnelse om att tekniken måste fortsätta också.

"Nuvarande optiska kommunikationer är på väg mot en" kapacitetsknas ", eftersom de misslyckas med att följa Big Datas ständigt ökande krav, säger Ren.

Loppet att förhindra Rens kapacitet är uppvärmning. Användning per capita per månad av internettrafik har multiplicerat från 19 GB 2009 till 109 i 2016. Vid 2021 förutspår US Telecom användningen för amerikanska användare minst dubbelt till 264 GB. Mycket av det är tack vare ökningen av videostreaming, som Netflix använder ungefär 1GB per timme på standardvideo - men mer omfattande antagande av VR, AR, nedsänkt spel eller tekniker som inte ens har uppfunnits ännu kan höja kapaciteten krossa ännu mer.

Kort sagt, uppfann lagets forskning inte bara tekniken för superhastigt internet, men också enheten som behövs för att faktiskt genomföra ännu mer krävande nya teknologier och leverera dem till massorna.

"Det passar omfattningen av befintlig fiberteknik och kan användas för att öka bandbredd eller potentiellt bearbetningshastigheten för den fibern med över 100 gånger inom de närmaste åren", säger professor Min Gu, LAINs biträdande biträdande biträdande biträdande Vice kanslern för forskningsinnovation och entreprenörskap vid RMIT. "Denna enkla skalbarhet och den stora inverkan det kommer att få på telekommunikation är vad som är så spännande."