科学家开发新型激光通信技术：每秒传输40G

美国伊利诺伊大学的工程团队。从左到右：博士后研究员谭飞，研究生吴孟凯以及米歇尔·刘，前面是这项技术的研制负责人，米尔顿·冯教授。冯教授领衔的团队开发的新技术达到了每秒40G的传输速度，这是美国境内的最高纪录

据物理学家组织网站报道，高速通讯技术又向前迈进了一大步——近日美国伊利诺伊大学的一个研究小组在激光通讯技术上取得了重要进展，可以通过光纤系统高速而准确地传输数据，速度达到每秒40G，这是这一领域美国目前的最高速度纪录。

取得这一成果的研究组成员由米尔顿·冯(Milton Feng)教授领衔，他是该校的“尼克·霍洛尼亚克”电子与计算机工程学教授，其它成员还有博士后研究员谭飞(Fei Tan)，以及研究生吴孟凯(音译：Mong-Kai Wu)以及米歇尔·刘(Michael Liu)。研究组在美国电气和电子工程师协会(IEEE)《光子学技术通讯》杂志上刊出了他们的有关研究成果。

随着计算机技术向着千万亿次乃至更高的级别迈进，处理器速度已经超越了传输速度，这就在应用领域产生了一个技术瓶颈，阻碍了应用的进一步发展。任何尝试过拨号上网看流媒体视频的人都有所体会，再快的处理器也不能提高文件加载速度。而在大数据和云计算的当今，在服务器之间有大量的信息进行交互。

一种激光器件：垂直腔面发射激光器(VCSELs)，可以用来在光纤网络中高速传输数据。其相比传统电缆系统可以以更快的速度传输更大的数据量。冯教授表示：“VCSEL是目前业界的标准。今天所有的光学接口都在使用这项技术。全世界在这方面的竞争主要是想办法提升其速度和效率。而我们此次实现了美国境内的最高传输速度。”

那么这一传输速度有多快呢？作为比较，家庭高速网络的速度可以达到大约每秒100M，而冯教授的团队达成的速度是每秒40G，也就是前者速度的400倍。由于其体积很小，这种VCSEL装置还拥有很高的能源效率——其相比传统的电线要节能100倍。但与此同时其传输数据的精确性也非常高，在长达1小时的运行过程中没有检测到任何错误。

高速准确的数据传输是打造个性化医药，云计算以及许多其它应用的关键所在。举例来说，为了利用超级计算机的高速计算能力来服务定制化医疗，那么首先就需要从患者那里采集医学数据。但这些数据本身是没有什么用的，它首先需要进行分析。于是这些数据必须被从实验室发送到计算机设施，随后计算机对数据进行分析之后再将其转发至病人的主治医生那里，从而帮助制定诊疗计划。

冯教授表示：“如果你不能传输信息，那么这些信息将是无用的。如果你不能传输数据，那么你所产生的都是垃圾，因此数据传输技术至关重要。高速数据传输将帮助远程计算，远程医疗和远程教育更好的发展。这一切都取决于你能以多快的速度进行数据传输。”

此次伊利诺伊大学的研究组使用的VCSELs设备在室温下工作，因此下一步的工作将是想办法让这一设备能够适应未来在数据中心的高温环境下正常工作。

冯教授相信，最终研究人员将能够将基于VCSEL设备的数据传输速度提升至每秒60G，但在那之后，由于材料自身的局限性，提升的空间将非常有限。但他本人并不担忧在接近VCSEL技术极限之后的情况，因为早在2004年，冯教授便已经与霍洛尼亚克教授一同开发了一种不需要VCSEL设备的新方法：晶体管激光器。