Velocizzare Internet con la fotonica

La fotonica (scienza della creazione, del rilevamento e della manipolazione della luce) fa da traino alle innovazioni tecnologiche, dai display degli smartphone e dall’illuminazione a risparmio energetico agli strumenti medici e alle auto a guida autonoma. I ricercatori che lavorano per il progetto ACTPHAST 4.0 finanziato dall’UE, hanno anche trovato un modo per utilizzare la tecnologia fotonica per aumentare la velocità della connessione Internet.

Collaborando con l’azienda irlandese di elettronica ottica Pilot Photonics, il gruppo di ricerca di ACTPHAST 4.0 ha utilizzato la fotonica per aumentare considerevolmente la larghezza di banda dei cavi in fibra ottica. Il risultato è stato una velocità della connessione Internet fino a 40 terabyte al secondo. L’aspetto più importante è che queste velocità sono state raggiunte con l’infrastruttura esistente, ovvero senza dover posare nuovi cavi.

Come riportato in un articolo pubblicato sul sito web di notizie «Silicon Republic», i ricercatori ritengono che Internet stia «raggiungendo un limite in termini di prestazioni ed efficienza energetica». È facile capire perché: la diffusione dei servizi di streaming on demand e la crescente popolarità degli strumenti per riunioni virtuali e dei dispositivi per l’Internet delle cose (ad esempio smartwatch, sensori medici, fitness tracker) mettono a dura prova le reti attuali.La tecnologia utilizzata nel progetto si basa su un laser specializzato chiamato pettine ottico e sviluppato da Pilot Photonics. Il laser a pettine genera una serie di fasci equidistanti di frequenze diverse da un’unica sorgente. A differenza di più laser indipendenti, il pettine ottico non richiede bande di guardia per evitare interferenze tra i canali di frequenza.

Il sistema utilizza l’integrazione fotonica, una tecnica che adatta molte funzioni ottiche su un singolo chip fotonico. Proprio come un circuito integrato elettronico contiene componenti elettronici, così un circuito integrato fotonico è costituito da componenti che funzionano con la luce, o fotoni.

«Per visualizzare in che modo i nostri circuiti integrati fotonici stanno favorendo il flusso di informazioni tra i centri di elaborazione dati si può pensare al paragone fra strada e ferrovia. Sulla strada, le corsie devono essere molto più larghe delle auto perché il conducente può sterzare a destra e a sinistra in una certa misura. Questo spazio extra di corsia rappresenta le bande di guardia tra le lunghezze d’onda che vengono utilizzate oggi nei sistemi ottici», ha spiegato il co-fondatore e direttore tecnico di Pilot Photonics, Frank Smyth, nell’articolo di «Silicon Republic». «Nel caso della ferrovia, è possibile disporre i treni uno accanto all’altro perché sono su binari fissi e non possono deviare. È come usare un pettine ottico: come i treni non possono urtare i loro vicini perché si trovano su binari fissi, così i circuiti di comunicazione dati basati su un pettine ottico non possono interferire perché la distanza tra di loro è fissata fisicamente e per principio.»

L’utilizzo di un laser a pettine fotonico integrato consente di «combinare quattro, otto o 16 ricetrasmettitori su un singolo chip riducendo il consumo di energia, i costi e le dimensioni», secondo Smyth. «Innovazioni come la nostra risolvono un problema reale per i nostri clienti del settore che hanno bisogno di stare al passo con l’insaziabile domanda, da parte della società, di nuovi servizi dati ad alta intensità di banda senza aumenti significativi dei prezzi.»

ACTPHAST 4.0 (ACceleraTing PHotonics innovAtion for SME’s: a one Stop-shop-incubator) è un incubatore di innovazione per le aziende europee che lavorano nel settore della fotonica, il quale fornisce accesso a esperti e tecnologie all’avanguardia di 24 dei principali istituti di ricerca sulla fotonica d’Europa con l’obiettivo di accelerarne l’adozione da parte delle PMI.

Per ulteriori informazioni, consultare:

sito web del progetto ACTPHAST 4.0