Опорную сеть Интернета образует система волоконно-оптических кабелей, по каждому из которых может передаваться больше 100 терабит данных в секунду. Континенты соединены глубоководными каналами колоссальной стоимости — на прокладку одного кабеля через Атлантический океан уходят сотни миллионов долларов. Сейчас в мире около 530 активных подводных кабелей, и их количество растет.

Но возможно, вскоре затраты на магистральные каналы существенно уменьшатся: ученые Швейцарской высшей технической школы Цюриха совместно с партнерами из космической отрасли продемонстрировали возможность оптической передачи данных по воздуху на терабитной скорости. В будущем разработка обещает возможность создания гораздо более дешевых и быстрых магистральных каналов, проходящих через группировки низкоорбитальных спутников.

В ходе испытаний канал воздушной связи был организован между обсерваторией «Сфинкс», расположенной над альпийским перевалом Юнгфрауйох, и Бернским университетом. Спутники в эксперименте не участвовали, но данные с помощью лазера удалось передать на высокой скорости на расстояние больше 50 км. По словам участников проекта, в сравнении с передачей между спутником и наземной станцией это гораздо сложнее, так как на прохождение световых волн влияют плотные слои атмосферы, завихрения воздушного потока над горами, географические особенности, застройка и другие факторы. В летнюю жару световому лучу также мешает «дрожание» воздуха.

В существующих системах спутникового Интернета данные передаются в микроволновом диапазоне, тогда как лазерные оптические системы работают в ближнеинфракрасной области, на длинах волн в 10 тыс. раз меньше, что позволяет передавать больше информации в единицу времени. Чтобы обеспечить достаточную силу сигнала, луч лазера проходит через телескоп диаметром в несколько десятков сантиметров. Этот широкий пучок света специальное оборудование «прицеливает» на приемный телескоп с точностью до сантиметра.

Увеличить скорость передачи позволила разработанная учеными схема модуляции и уплотнения по различным характеристикам волны, а за исправление ошибок, возникающих из-за нестабильности атмосферы, отвечает MEMS-чип, содержащий матрицу микроскопических зеркал, которые 1500 раз в секунду корректируют фазовый сдвиг пучка. В результате, по словам разработчиков, качество сигнала удалось улучшить в 500 раз, что внесло большой вклад в успех испытаний. Новые схемы модуляции, добавляют они, позволяют передавать данные на высокой скорости с помощью лазера малой мощности даже при самых худших погодных условиях.

Как объясняют разработчики, систему можно будет легко масштабировать, увеличив ее пропускную способность до 40 Тбит/с, но по их словам, этим смогут заняться отраслевые партнеры, которые будут строить коммерческие реализации системы. Сами исследователи хотят поэкспериментировать с применением новой схемы модуляции в других системах передачи данных, в которых сигнал затухает с расстоянием.