Neues Design könnte Glasfaserkommunikation energieeffizienter machen

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Forscher sagen, dass eine neue Entdeckung bei einem Projekt der US-Armee für optoelektronische Geräte dazu beitragen könnte, die Glasfaserkommunikation energieeffizienter zu machen.Die Universität von Pennsylvania, die Universität Peking und das Massachusetts Institute of Technology arbeiteten an einem Projekt, das zum Teil vom Army Research Office finanziert wurde und ein Bestandteil des Army Research Laboratory des U.S.

Army Combat Capabilities Development Command ist.

Ziel der Forschung war die Entwicklung eines neuen Designs optischer Geräte, die Licht in eine einzige Richtung abstrahlen.

Dieser einseitige Strahlungskanal für Licht kann in einer Vielzahl von optoelektronischen Anwendungen eingesetzt werden, um Energieverluste in Glasfasernetzwerken und Datenzentren zu reduzieren.

Die Zeitschrift Nature veröffentlichte die Ergebnisse.Licht neigt dazu, in optischen Fasern entlang einer Richtung zu fließen, so wie Wasser durch ein Rohr fließt.

On-Chip-Koppler werden verwendet, um Fasern mit Chips zu verbinden, wo Lichtsignale erzeugt, verstärkt oder detektiert werden.

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Während das meiste Licht, das durch den Koppler geht, weiter zur Faser gelangt, reist ein Teil des Lichts in die entgegengesetzte Richtung und tritt aus.Ein großer Teil des Energieverbrauchs im Datenverkehr ist auf diesen Strahlungsverlust zurückzuführen.

Der Gesamtenergieverbrauch von Rechenzentren macht zwei Prozent des weltweiten Strombedarfs aus, und die Nachfrage steigt jedes Jahr.Frühere Studien legten durchweg nahe, dass ein Mindestverlust von 25 Prozent an jeder Schnittstelle zwischen Glasfasern und Chips eine theoretische Obergrenze darstellt, die nicht überschritten werden kann.

Da Rechenzentren komplexe und miteinander verflochtene Systeme von Knotenpunkten erfordern, vervielfacht sich dieser 25-prozentige Verlust schnell, wenn Licht durch ein Netzwerk wandert.”In einem typischen Rechenzentrum mittlerer Größe müssen Sie möglicherweise fünf Knoten (10 Schnittstellen) passieren, um mit einem anderen Server zu kommunizieren, was zu einem Gesamtverlust von 95 Prozent führt, wenn Sie vorhandene Geräte verwenden”, so Jicheng Jin, Doktorand an der University of Pennsylvania.

Tatsächlich werden zusätzliche Energie und Elemente benötigt, um das Signal immer wieder zu verstärken und weiterzuleiten, was Rauschen einbringt,….

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