Kỹ thuật mới tăng tốc dữ liệu qua cáp quang

Mới đây, các nhà nghiên cứu của Viện công nghệ Massachusetts (MIT) cho biết họ đã vượt qua được một chướng ngại vật chính trên đường đua để đạt được đầy đủ sức mạnh trao đổi dữ liệu bằng với tốc độ của bước sóng ánh sáng, cho phép các tín hiệu không còn bị suy yếu do bị phân cực theo chiều hướng ngang hay dọc ngẫu nhiên trong quá trình dữ liệu được mã hóa thành ánh sáng di chuyển qua những khoảng cách dài của mạng lưới cáp quang, các gói dữ liệu khổng lồ đuợc truyền đi ngay tức thời.

Trước đây vẫn có các công cụ để hiệu chỉnh tín hiệu đuợc thu nhận qua đường truyền cáp quang tuy nhiên giá của loại thiết bị đó còn khá đắt để triển khai trên một mạng quy mô rộng. Phát minh của các nhà khoa học MIT là một giải pháp cho phép tận dụng những khả năng có sẵn của chuẩn dành cho các sản phẩm chip xử lý được cấu tạo bằng vật liệu silicon vốn rất phổ biến. Điều đó là một lời hứa hẹn về sự bùng nổ của mạng video băng thông rộng với chiều hướng gia tăng nhu cầu của khách hàng tiêu thụ nhưng trở ngại đặt ra hiện tại là kỹ thuật đường truyền vẫn còn bị hạn chế.

Sự phân cực đó giống như những cặp kính râm chắn các bước sóng ánh sáng làm cho chúng bị định hướng lại theo những phương khác nhau. Để khắc phục, các nhà nghiên cứu đã chế tạo ra một thiết bị thông minh có thể phân chia các chùm tia sáng trong khi chúng di chuyển xuyên qua một mạch vòng. Sau đó thiết bị này xoay lại những chùm tia đã bị phân cực trước khi cả hai chùm ánh sáng bị phân cực và nguyên thể được nối lại cùng trên một đường ra của vòng mạch, để bảo toàn cường độ của tín hiệu.

Đồng thời phát minh của họ còn là phương pháp tiền đề cho phép nghĩ ra cách tích hợp loại mạch quang tròn đó với vòng mạch điện trên cùng một chip xử lý silicon. Bày tỏ niềm vui về thành tựu này, ông Erich Ippen, giáo sư tham gia công trình nghiên cứu của MIT nói: "đó là một bước tiến lớn về tương lai mà chưa từng một nhà khoa học nào có thể thực hiện được trước đây theo cách có thể chế tạo và cải tiến hiệu năng của công nghệ sản xuất chip xử lý silicon".

Đến nay đã có nhiều nhà khoa học săn đuổi mục tiêu tìm ra cách để phân tách ra sức mạnh tiềm tàng của sóng ánh sáng, cung như phác thảo ra kỹ thuật làm thế nào để chế tạo đuợc loại mạch vòng đó với mức chi phí thấp và đua vào ứng dụng trên diện rộng để thiết lập quy trình sản xuất của ngành công nghiệp chất bán dẫn. Tuy nhiên, họ thường bị vấn đề không tương thích giữa các loại chất silicon và nguồn ánh sáng ngăn cản, nhưng những năm gần đây đã có những bước tiến bộ trong khám phá ra kỹ thuật cho các vật liệu này làm việc được với nhau.

Nhóm các nhà nghiên cứu của MIT đã trình diễn một mạch vòng hoạt động trên một chip mà đuợc cho rằng có thể sao chép lại bằng cách sử dụng kỹ thuật tạo dựng silicon vốn đã đuợc phát triển ở một trình độ cao.

Theo nhận xét của các chuyên gia công nghệ, phát minh đó về sau này có thể sẽ tạo ra môt thế hệ mới của những chip xử lý dùng cho nhiều phương tiện viễn thông, và những thiết bị trợ giúp cho việc xác định làm thế nào để kiến thiết lên những mạng lưới truyền dẫn thông tin bằng tín hiệu quang. Vượt qua rào cản hiện thời của mạng điện toán mà làm cho mỗi trung tâm vận hành mạnh phải mất nhiều giờ đồng hồ để lắp đặt những dụng cụ chính xác. Thay vào đó là kỹ thuật in lên một chip có cấu tạo bằng vật liệu silicon và không cần đến một người nào phải sắp thẳng hàng cho nó. Tính hiệu quả đuợc gia tăng đáng kể và nhu cầu đối với nhân công cùng các dụng cụ chính xác sẽ giảm đi một cách ghê gớm.

Sự tiến bộ về công nghệ này xuất hiện thật hợp thời với xu hướng của nhiều công ty đang tìm kiếm giải pháp kỹ thuật để thúc đẩy tính thực thi của các thiết bị quang giá rẻ, đồng thời công nghệ đó cung ngày càng thu hút các nhà cung cấp dịch vụ thông tin liên lạc đầu tư mạnh vào những dự án nâng cấp mạng của họ.

Hiện nay các hình ảnh video luôn có sức tiêu thụ lớn gấp hàng nghìn lần dung lượng mạng so với dịch vụ e-mail, đó là một yếu tố chi phối để các nhà cung cấp dịch vụ Internet phải mau chóng nâng cấp hạ tầng mạng, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người sử dụng đối với dịch vụ tải về nội dung số từ các trang web như YouTube, và các hãng dịch vụ truyền hình cung đang từng bước chuẩn bị chuyển đổi sang dạng thức Truyền hình Internet hay IPTV, cho phép các chương trình ti vi đuợc chuyển tải qua mạng băng thông rộng.

Vũ Anh Tú