随着数据市场需求的大大快速增长,科学家们预测,除非是在传输数据的新技术获得发展,要么如今的电信网络超过其容量无限大只是一个时间问题。一种新的技术可以协助防止这种比特率的削减,通过基于光的光网络比起目前技术展开多达一百倍以上的数据传输,是有可能构建的。 激光光束有许多有所不同的形状,或空间分布模式。然而,2020-03-30 的光网络只用于一个空间模式展开信息的传输,这容许了一次传输的数据总量。
以南非金山大学的AndrewForbes教授派的研究人员,研发出有一种技术被称作空间复用技术,将激光束分为许多空间模式,都可以展开信息的传输。 在波士顿开会的OSA激光会议上递交的一篇论文中,研究人员展出光通信多达100空间模式的新的空间适配的方法,融合波分适配(WDM),它用于有所不同波长的光都可以装载的信息。 我们建构了35种空间模式在三个有所不同的波长编码,从而产生105的总模式,CarmeloRosales-Guzmn解释,他是这项研究的研究员且是研究论文的第一作者。
我们的新方法有可能作为未来通信技术的基础。 研究人员指出,在实验室的自由空间光网络中,他们的技术可以传输数据且具备98%的效率,即用于这种光束在空气中传输信息。
科学家们说道,该方法在光纤中也可以获得应用于,而光纤是光通信的基础。 随着光模式减少比特率 这种新技术用于的是一个轨道角动量,这使它有一个变形的或螺旋形的形状。有所不同的空间模式可以通过转变交错的数量即被称作方位角维度来展开创立。
而其他科学家已减少比特率的方位展开维度设置的探寻,近年来的研究找到,尽管在理论上,具备轨道角动量的模式子集是无限的,在实践中没充足的能用的模式作出根本性改良。 Forbes的团队利用维度特另一个变量称作径向维度的角度解决问题了这个问题。在理论上,每一个方位角的维度都具备一个无限量的径向维度,但在实际中是有容许的,容许这个数字。因为所有的模式都是互相向量的,信号会被误解,因为他们传输中,并可以分离出来后抵达他们的目的地。
研究人员说道,这是第一次两个空间维度已被用作光学编码信息。 这种新方法的关键是一个被称作空间光调制器的光学装置。研究人员用于一个空间光调制器来塑造成激光到各种模式,并且在接收端有一个反败为胜的过程。 我们方法的优点之一是,我们只必须一个单一的检测出有所有的空间模式来完全恢复所有的信息,Rosales-Guzmn说道,这是其它减少比特率并必须多个探测器的方法更加慢。
按像素发送到图片 为了测试这种新技术,研究人员用它来编码一个灰度和彩色图像。每个图像被发送到一个通信链路的像素的像素,然后每个像素被完全恢复到修复的图像中。
对于灰度图像,每个灰度级被链接到一个分开的空间模式,容许传输的105个灰度级。 在这个展示中,发送到一个10000像素的图像以5到7分钟,Rosales-Guzmn说道,但是我们可以在刚好或使用多波长发送到两或四像素以提升传输速度。 现实世界的自由空间光网络可以在建筑物之间传输信息,但也有许多挑战是在实验室里目前还没找到的,研究者与权利空间通信专家合作,适应环境他们的实际应用于技术。 我们早已在南非早已展开了实验,使这种设备具备适应环境权利通信中有所不同空间模式的工作能力,Rosales-Guzmn说道我们在努力提高他们的设备的四倍多,可现在的比特率感兴趣。
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