レーザーを使用して毎秒1,000ギガビットでデータを送信する

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スイスのETHチューリッヒの研究チームは、レーザー光線を使用して、山頂とベルン市間の53kmの距離に光データを送信した。

ETHチューリッヒにおけるレーザービームデータ伝送実験。写真：ETHチューリッヒ — ETHチューリッヒにおけるレーザービームデータ伝送実験。写真： *ETHチューリッヒ*

チューリッヒ工科大学の研究者らは、タレス・アレニア・スペースおよびフランス航空宇宙研究機構（ONERA）と共同で、レーザー技術を用いた空中光データ伝送に成功したと、イノベーション・オリジンズが6月22日に報じた。ユングフラウヨッホ山頂からスイスのベルンまでの53kmの距離で行われたこの実験は、乱気流や熱現象など多くの課題に直面した。

研究チームは、97枚の調整可能なミラーを備えた微小電気機械システム（MEMS）チップを用いて誤差を補正し、1テラビット/秒（1,000ギガビット/秒に相当）の帯域幅を実現しました。このシステムは標準技術を用いることで最大40テラビット/秒まで拡張可能であり、地球近傍衛星群を介した高速かつ費用対効果の高いインターネット接続の可能性を切り開きます。

レーザービームが地表近くの濃い空気中を進む際、光波の運動とデータ伝送に影響を与える様々な要因に直面します。研究者たちが取り組んだ最大の課題は、雪をかぶった山々、トゥーン湖の水面、人口密集都市、そしてアーレ平原の上空における大気粒子の不規則な乱流でした。これらの乱流は伝送データに誤差をもたらしました。さらに、熱シンチレーションは光の動きの均一性を乱し、夏の暑い日に肉眼で確認できます。

プロジェクトパートナーのONERAは、この障害を克服するためにMEMSを導入しました。ミラーは、斜面に沿った交差面に基づいてレーザービームの位相シフトを毎秒1,500回の速度で補正します。

ETHチューリッヒのチームは、レーザーシステムの技術的限界を克服することで、衛星インターネット接続に使用されている無線技術よりも単位時間あたりに多くの情報を伝送することに成功しました。この新技術は、特に遠隔地における世界的なインターネットインフラに大きな影響を与える可能性があります。この実験システムは40チャネル、毎秒40テラビットまで容易に拡張できるため、現在の深海ケーブルに代わる有望な代替手段となります。

アン・カン（イノベーション・オリジンズによる）

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