單束激光創下數據傳輸新紀錄 傳送美國國會圖書館所有藏書只需10秒

德國科學家使用單束激光，創造了每秒高達26TB（兆兆字節）的數據傳輸速度新紀錄，以這種速度，美國國會圖書館的藏書可通過一束光纖在10秒內傳完。相關研究發表在最新一期的《自然·光子學》雜志上。

科學家們通過“快速傅里葉變換”，將一束激光光束所包含的顏色進行拆分重組，最終獲得了350多種不同的顏色，再根據每種顏色自身攜帶的數據流對其編碼，然后使用光纖對其進行傳輸，獲得了該速度。

最早的光纖技術將沿著光纖發送的一束單色光內的數據序列編碼為“擺動”，并使用了很多技巧來提高數據傳輸的速率。其中一項名為“正交頻分復用”的技術使用多束激光給光的不同顏色所包含的不同數據流編碼，然后再通過光纖傳遞所有數據。在接收端，科學家們使用另外一套由很多激光振蕩器組成的設備來獲得這些光信號，然后反向進行該過程。最新研究的聯合作者、德國卡爾斯魯厄理工學院的沃爾夫岡·弗萊德表示，利用原有方法，需要500臺激光器才能達到目前這一創紀錄的數據傳輸速度，這會占用很多空間，消耗數萬瓦的電力，因此成本很高。

為降低成本，弗萊德和同事想了一種辦法，只使用一束擁有超短脈沖的激光來獲得相對高的數據傳輸速度。在這些脈沖內，光的不同顏色被稱為“光頻流”。當這些脈沖被發送進一個光纖中時，不同的顏色會增加或減少，混合在一起并制造出大約350種不同的顏色，每一種顏色可根據其自身數據流來編碼。

科學家們還在接收端使用了與傳統方法不同的“快速傅里葉變換”來拆開數據流。“快速傅里葉變換”是一種廣為人知的數學技巧，其只需要根據輸入光束的不同部分到達光纖的不同時間，將不同的顏色抽取出來。按顏色分割后的入射光束會在不同時間到達不同路徑，然后在一個探測器上重新結合在一起。

新光學方法創造了數學方法無法獲得的數據傳輸速度。弗萊德表示，目前的設計方法超出以往方法的地方在于，其讓所有的數據延遲擴散開；另外，這項技術也可以被整合進硅芯片中，使其能進行大規模地生產并在商業領域大有作為。而且，這種方法還可以獲得更高的數據傳輸速度。