Den var tidigare känd som informationsmotorvägen – den fiberoptiska infrastrukturen på vilken våra gigabyte och petabyte med data susar runt i världen med (nästan) ljusets hastighet.

Och som alla motorvägssystem, ökad trafik har skapat stopp, speciellt vid korsningar där data hoppar på eller av systemet.

Speciellt lokala nätverk och accessnät, såsom finansiella handelssystem, stadstäckande mobiltelefonnät och molnlager, är därför inte så snabba som de skulle kunna vara.

Detta beror på att allt mer komplex digital signalbehandling och laserbaserade "lokaloscillatorsystem" behövs för att packa upp fotoniken, eller optisk, information och överföra den till den elektroniska information som datorer kan behandla.

Nu, forskare vid University of Sydney har för första gången utvecklat en chipbaserad informationsåtervinningsteknik som eliminerar behovet av en separat laserbaserad lokaloscillator och komplext digitalt signalbehandlingssystem.

"Vår teknik använder interaktionen mellan fotoner och akustiska vågor för att möjliggöra en ökning av signalkapaciteten och därmed hastigheten, " sa Dr Elias Giacoumidis, gemensam huvudförfattare till en ny studie. "Detta möjliggör framgångsrik extraktion och regenerering av signalen för elektronisk bearbetning med mycket hög hastighet."

Den inkommande fotoniska signalen behandlas i ett filter på ett chip tillverkat av ett glas som kallas kalkogenid. Detta material har akustiska egenskaper som gör att en fotonisk puls kan "fånga" den inkommande informationen och transportera den på chipet för att bearbetas till elektronisk information.

Detta tar bort behovet av komplicerade laseroscillatorer och komplex digital signalbehandling.

"Detta kommer att öka bearbetningshastigheten med mikrosekunder, minska latens eller vad som kallas "lag" i spelgemenskapen, " sa Dr. Amol Choudhary från University of Sydney Nano Institute och School of Physics. "Även om det här inte låter mycket, det kommer att göra en enorm skillnad i höghastighetstjänster, såsom finanssektorn och nya e-hälsotillämpningar."

Den fotonisk-akustiska interaktionen utnyttjar det som kallas stimulerad Brillouin-spridning, en effekt som används av Sydney-teamet för att utveckla fotoniska chip för informationsbehandling.

"Vår demonstrationsenhet som använder stimulerad Brillouin-spridning har producerat ett rekordstort smalband på cirka 265 megahertz bandbredd för extrahering och regenerering av bärvågssignaler. Denna smala bandbredd ökar den totala spektrala effektiviteten och därmed systemets totala kapacitet, " sa Dr. Choudhary.

Gruppforskningsledare och direktör för Sydney Nano, Professor Ben Eggleton, sa:"Det faktum att det här systemet är mindre komplext och inkluderar utvinningshastigheter betyder att det har enorma potentiella fördelar i ett brett utbud av lokala och accesssystem som t.ex. storstadsnätverk 5G, finansiell handel, cloud computing och Internet-of-Things."

Studien publiceras idag i Optica .

Dr. Choudhary sa att forskargruppens nästa steg kommer att vara att konstruera prototypmottagarchips för ytterligare testning.

Studien var ett samarbete med Monash University och Australian National University.