Новый цифро-аналоговый преобразователь
устраняет разрыв между оптикой и электроникой.
Практически в любом оборудовании для обработки сигналов, равно как и в приборах связи по широкополосным каналам, которые поддерживают высокие уровни скорости и пропускной способности, есть некоторые специфические устройства, обеспечивающие переход одной энергии в другую. Это цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи – ЦАП и АЦП соответственно. Но обнаруживаемые нами ограничения всё чаще связаны как раз с технологическим несовершенством этих конвертеров: во всей мировой сети слабые по энергопотреблению и пропускной способности места обнаруживаются в подключениях и интерфейсах на её границе – то есть в контурах ввода-вывода цифровых систем или датчиков, от которых требуется преобразование типа цифра-аналог-цифра и оптика-электрон-оптика.
И вот наконец-то мы сдвинулись в нужном направлении: разработан – и даже уже продемонстрирован – новый фотонный цифро-аналоговый преобразователь. Долгожданный прорыв совершила объединённая команда исследователей из Университета Джорджа Вашингтона и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Созданные ими устройства могут вывести оборудование для обработки данных на уровень следующего поколения, что весьма значительно повлияет на возможности центров обработки данных, сетей 6G, искусственного интеллекта и многого другого.
Но… новый ЦАП не выходит за пределы оптической области. Другими словами, созданное на платформе кремниевого фотонного чипа устройство уже не требует конвертации сигнала в электричество. Доцент кафедры электрической и вычислительной инженерии в Университете Джорджа Вашингтона Фолькер Дж. Соргер с коллегами говорят, что опытный образец довольно компактен, и во время взаимодействия с цифровыми системами демонстрирует совсем небольшую задержку сигнала и энергопотребление несколько ниже других ЦАПов. К тому же он обнаружил завидную устойчивость к электромагнитным наводкам и высокочастотным шумам. Это стало возможным благодаря разработке и развитию новой концепции когерентного параллельного фотонного ЦАПа, воплощённой в 4-битном прототипе, способном к цифро-аналоговым переходам без пересечения оптико-электро-оптических рубежей, которое и порождает вышеупомянутые паразитные искажения сигналов в повсеместно используемых сейчас аналогах.
По некоторым оценкам, среди которых и прогноз Visual Networking Index от 2018 года одного из лидеров по анализу сетевых технологий Cisco , к 2022 глобальный IP-трафик достигнет 4,8 зеттабайт в год. Постоянный рост спроса на доступ ко всемирной сети с малой задержкой и эффективную обработку данных уже давно требует инновационных решений для приграничных сетевых вычислений. Показатели нового ЦАПа позволяют предположить высокий потенциал технологии в удовлетворении быстрорастущих потребностей в обработке оптических данных. В случае закрепления успеха на этом поприще, мы лицом к лицу столкнёмся с тем, что новые технологии позволят сетям следующего поколения эффективно анализировать важные данные чуть ли не в реальном времени.
«Мы нашли способ незаметно преодолеть разрыв, существующий между этими двумя мирами, аналоговым и цифровым , – говорит Соргер . – Это устройство является важной ступенькой в создании оборудования для обработки данных следующего поколения ».
По материалам АРМК
