La Connessione Più Rapida del Mondo: Come la UCL ha Raggiunto un Nuovo Record di Velocità Internet
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La Connessione Più Rapida del Mondo: Come la UCL ha Raggiunto un Nuovo Record di Velocità Internet

Maia Mulko
Maia Mulko

Classificata come uno degli avanzamenti chiave del 2020 da Fiber Systems, la velocità di 178 Tbps raggiunta dal team dell'ingegnera brasiliana Lidia Galdino è un 20% superiore a quella di 150 Tbps raggiunta dal Giappone che, fino a poco tempo fa, deteneva il record mondiale.

Basandosi sulla infrastruttura esistente di fibra ottica, la connessione ottenuta nei laboratori della University College London è capace di scaricare tutto il contenuto di Netflix (circa 3600 TB) in soli tre minuti. Secondo Daniel Fernandes Macedo, Dottore in Informatica brasiliano, nel suo paese, che possiede una connessione massima di 67,8 Mbps, ciò impiegherebbe circa 14 anni, 9 mesi e 18 giorni, quindi un tempo 2,6 milioni di volte inferiore rispetto al nuovo record. Dall'altro lato, in Singapore, che guida il ranking delle connessioni domestiche più potenti con una media di 200 MB, impiegherebbe circa 4 anni, 4 mesi e 24 giorni.

Stiamo parlando di una velocità incredibilmente vicina al limite teorico di trasmissione dei dati che prevedeva il matematico Claude Shannon (spesso denominato “il padre della tecnologia dell'informazione”) nel 1949; di una velocità che potrebbe scaricare in meno di un'ora l'informazione degli algoritmi che, ricostruita in forma di pixel, ha originato nel 2019 la prima immagine di un buco nero. Un'informazione che, a suo tempo, fu archiviata in una tonnellata e mezza di dischi rigidi.

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Come ci sono riusciti?

Con i fondi della Royal Academy of Engineering, The Royal Society Research e il programma Transnet, e in collaborazione con le aziende Xtera e KDDI Research, il team del dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica della UCL è riuscito a fare un uso simultaneo delle bande S-, C- e L- per ampliare la longitudine dell'onda luminosa in cui viaggiano i dati attraverso la tecnologia della fibra ottica, e a creare una larghezza di banda di 16.83 THz (la più comune attualmente è di 4.5 THz, con un massimo di 9 THz nel settore commerciale. Il 5G dei cellulari possiede in media solo 24 GHz). Dunque, la trasmissione dei dati è stata nettamente superiore.

Le tecniche impiegate a tal proposito formano diverse combinazioni di semiconduttori ottici che amplificano la luce per emissione stimolata (SOA, Semiconductor Optical Amplifier); amplificatori di fibra drogata da ioni di erbio (EDFA, Erbium Doped Fiber Amplifier); e amplificatori Raman, che effettuano una diffusione anelastica del fotone.

Si sono create anche nuove costellazioni di Modellazione geometrica: modelli di combinazioni di segnali che riutilizzano più efficacemente le proprietà della luce come luminosità, polarizzazione, ecc, in ciascuna onda in maniera individuale. Tutto ciò ha massimizzato la velocità.

L'Hardware per questa classe di velocità

Forse la cosa migliore della connessione più rapida del mondo è che non richiede una nuova infrastruttura, bensì soltanto un aggiornamento dei ripetitori che attualmente si trovano sui percorsi della fibra ottica in intervalli da 40 a 100 chilometri (affinché il segnale non perda potenza mentre viaggia su diverse distanze; i cavi di fibra ottica, quindi, tendono ad assorbire i fotoni).

Ciò la rende estremamente redditizia: si calcola che l'aggiornamento potrebbe costare circa 16.000£ (approssimativamente 21.000 USD), il che non è molto se consideriamo il fatto che installare nuove fibre ottiche richiederebbe circa 450.000£ al chilometro (più di 600.000 USD) solo nelle zone urbane.

Sebbene ciò non significhi che avremo subito questa grande qualità di connessione nelle nostre case (dato che oggigiorno, questo avanzamento si applicherebbe solo alla struttura centrale di Internet), la nuova velocità di Internet con fibra ottica potrebbe fungere da supporto alle reti 5G più esigenti in termini di consumo dei dati. Anche la Dottoressa Lidia Galdino, leader di questo progetto, pronostica che questa onnipresente banda larga ad alta velocità potrebbe contribuire alla crescita economica nella cosiddetta “società digitale”.

Utilità in futuro

In linea gerale, un aumento delle capacità delle reti ottiche è sempre utile dato che, citando le parole di Lidia Galdino, “conduce più del 95% dei dati Internet”.
La propagazione del COVID-19, che in molti luoghi ha obbligato la popolazione a rimanere a casa, lavorare in modalità home office e mantenere i contatti con famiglie e amici esclusivamente tramite Internet, ha incrementato il traffico sulla rete di un 60%, il che ha messo a dura prova la resistenza delle reti attuali, in un momento in cui Internet si è rivelato qualcosa di assolutamente fondamentale nella vita quotidiana.

Ma comunque, sono 15 anni che il traffico di Internet non smette di crescere, secondo Galdino. Ciò si traduce in una domanda di dati sempre più alta. Si stima che aumenterà sempre di più nei prossimi tempi, al di là della pandemia. Per questo è importante che si sviluppino nuove tecnologie in grado di ridurre il costo per bit, sempre all'altezza dell'elevata domanda.

Trova il paper originale completo (in inglese) su IEEE Photonics Technology Letters.

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