Телеком-оператор Vodafone тестирует беспилотники, оснащённые оптическими телекоммуникационными узлами Google X Taara, с помощью которых можно быстро организовать высокоскоростное беспроводное соединение в случаях, когда повреждены кабели, связывающие вышки сотовой связи, сообщает компания в своём блоге.

В феврале Vodafone и Taara успешно провели первые тесты в Севилье (Испания), организовав временный канал связи на расстоянии трёх километров с помощью двух беспилотников промышленного уровня с лазерными терминалами Taara. Для компании это важный проект, поскольку в Европе она ежегодно сталкивается 75–100 обрывами своей опорной оптической сети.

Taara использует технологию, оставшуюся от заброшенного проекта Loon, предполагавшего организацию связи с помощью высотных воздушных шаров. Терминалы Taara способны передавать друг другу информацию со скоростью до 20 Гбит/с на расстояние до 20 км с помощью очень узкого, невидимого лазерного луча. Каждый модуль потребляет около 40 Вт.

По данным Datacenter Dynamics, с помощью Taara была организована связь в некоторых регионах Австралии, Кении и Фиджи. Также терминалы задействованы в испытаниях компании Liquid Intelligent Technologies в Конго, Bluetown в Индии и Digicel на островах Тихого океана. Наконец, сообщалось об использовании терминалов оператором Liberty Networks на Карибах и Bharti Airtel в сельской Индии.

Источник изображения: Vodafone

Использование дронов для обеспечения временной связи в сельской местности и в экстренных ситуациях тестируют многие компании. Так, Vocus в 2023 году разработала «мобильную сотовую вышку» на базе БПЛА для экстренных служб Австралии. Verizon уже использовала беспилотники для предоставления связи во время урагана Иэн (Hurricane Ian) 2022 года и называла технологию «критически важной», а шведская телеком-компания Telia использует БПЛА для расширения охвата 5G в лесозаготовительной промышленности. Virgin Media O2 разработала беспилотник с поддержкой 5G для поддержки поисковых и спасательных команд в отдалённых районах.

Фотоника сулит немалые преимущества, и особенно ярко они проявятся в случае достижения высокой степени интеграции — если внешний источник лазерного излучения может существенно усложнить систему и сделать её более дорогой, то интегрированный на кремниевую пластину, напротив, многое упрощает.

Неудивительно, что разработчики, бьющиеся над созданием гибридных фотонных чипов, нацелены именно на такой вариант. Ранее мы рассказывали о варианте Synopsys и Juniper Networks, которые также планируют использовать интегрированные лазеры в рамках возможностей техпроцесса PH18DA компании Tower Semiconductor, а сейчас успеха добилась корпорация Intel.

Традиционные оптические модуляторы достаточно громоздки. Источник: Intel Labs

Научно-исследовательское подразделение компании, Intel Labs, сообщает, что на базе «существующего кремниевого-фотонного техпроцесса для пластин диаметром 300 мм» удалось создать интегрированный лазерный массив, работающий с восемью длинами волн. Это хорошо отработанная технология, на её основе Intel уже производит оптические трансиверы, что открывает дорогу к достаточно быстрому началу производству фотонных чипов со встроенными лазерными массивами.

Вариант Intel использует компактные кольцевые микромодуляторы. Источник: Intel Labs

В технологии используются лазерные диоды с распределённой схемой обратной связи (distributed feedback, DFB), которая позволяет добиться высокой точности как в мощности излучения в пределах 0,25 дБ, так и в спектральных характеристиках, где отклонения в границах используемых спектров не превышают 6,5%. Достигнутые параметры превышают аналогичные показатели классических полупроводниковых лазеров.

Компания также отмечает, что применённая ей новая технология кольцевых микромодуляторов, отвечающих за конверсию электрического сигнала в оптический, существенно компактнее более традиционных решений других разработчиков. Такой подход позволяет поднять удельную плотность фотонных линий передачи данных, то есть, при прочих равных условиях, чип, оснащённый интерконнектом Intel, будет иметь более «широкую» оптическую шину с более высокой пропускной способностью.

В технологии используется массив из 8 лазеров. Источник: Intel Labs

Технология гибридной фотоники со встроенными лазерами, использующая мультиплексирование с разделением по длине волны (dense wavelength division multiplexing, DWDM), делает высокоскоростной оптический интерконнект возможным, но до успеха Intel данная технология упиралась именно в точность разделения спектра и в достаточно высокое энергопотребление источников излучения.

В настоящее время уже ведутся работы по созданию специального чиплета, который позволит вывести оптический интерконнект за пределы кремниевой пластины, а это в перспективе даст возможность как для фотонного соединения между центральным процессором и памятью или GPU, так и для реализации будущих ещё более скоростных версий стандарта PCI Express или его наследника.

Дорога к высокоскоростному оптическому интерконнекту открыта! Источник: Intel Labs

Ayar Labs, один из пионеров в освоении гибридных электронно-оптических технологий однако считает, что у подхода Intel есть и недостатки. Сам по себе оптический интерконнект, конечно, может быть производительнее классического, и к тому же он не подвержен помехам. Однако лазерные диоды по природе своей достаточно капризны, а глубокая интеграция источника излучения в чип при выходе хотя бы одного лазера из строя делает всю схему бесполезной. В своих решениях Ayar Labs полагается на внешний лазерный модуль SuperNova.