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Chip fotônico transmite 2 milhões de canais HD simultaneamente

Chip fotônico usa sólitons para transmitir 2 milhões de canais HD
Os pentes de frequência (circulares) podem ser vistos na superfície do chip fotônico. [Imagem: V. Brasch (LPQM/EPFL)]

Pentes de frequência

Este minúsculo chip fotônico, pronto para ser integrado nos sistemas de comunicações por fibras ópticas, alcançou uma taxa de transmissão de dados de 55 terabits por segundo a uma distância de 75 km.

A grande novidade é que ele funciona com base nos sólitons, um misto de ondas e partículas complexas até há pouco tempo vistas como curiosidades muito interessantes, mas sem aplicações práticas imediatas.

Isto mudou quando Pablo Palomo e seus colegas da Escola Politécnica Federal de Lausanne (Suíça) e do Instituto de Tecnologia Karlsruhe (Alemanha), deixaram de lado a abordagem até agora frustrada, de tentar disparar pulsos de sólitons através de uma fibra óptica, e os colocaram primeiro para circular continuamente em um microrressonador em anel, o que criou um pente de frequências óptico.

Superpondo dois pentes de frequências desses, a equipe verificou ser possível uma transferência maciça de dados de forma paralela usando 179 canais ópticos diferentes - cada um com uma cor -, alcançando uma taxa recorde de 50 terabits por segundo.

Dois milhões de canais HD

Os pentes de frequências ópticas - ou grades de frequências -, que valeram o Prêmio Nobel de Física de 2005 a John Hall e Theodor W. Hänsch, consistem de uma multiplicidade de linhas espectrais vizinhas, alinhadas em uma grade regular. Mais recentemente, a invenção dos chamados pentes de frequência Kerr, caracterizados por bandas ópticas largas e por espaçamentos entre as linhas que são ótimas para comunicações, tornaram esse dispositivo fotônico alvo de intensas pesquisas para sua aplicação prática.

Como agora demonstrado, cada linha espectral individual pode ser usada para transmitir uma linha de dados, alcançando 179 canais neste protótipo.

Chip fotônico usa sólitons para transmitir 2 milhões de canais HD
Esquema de funcionamento do chip fotônico, que transmite os dados de forma paralela. [Imagem: V. Brasch (LPQM/EPFL)]

"Isto é equivalente a mais de cinco bilhões de chamadas telefônicas ou mais de dois milhões de canais de TV em HD. É a mais alta taxa de transferência já alcançada usando um pente de frequências no formato de um chip," disse o professor Christian Koos, coordenador da equipe.

Além da velocidade e da largura de banda, os chips fotônicos prometem reduzir drasticamente o consumo de energia dos sistemas de comunicação.

Bibliografia:

Microresonator solitons for massively parallel coherent optical communications
Pablo Marin-Palomo, Juned N. Kemal, Maxim Karpov, Arne Kordts, Joerg Pfeifle, Martin H. P. Pfeiffer, Philipp Trocha, Stefan Wolf, Victor Brasch, Miles H. Anderson, Ralf Rosenberger, Kovendhan Vijayan, Wolfgang Freude, Tobias J. Kippenberg, Christian Koos
Nature
DOI: 10.1038/nature22387




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