Новый метод оптической связи тестируют в космосе, но работает он и под водой
Структурированным называют поток света, передающий изображения. Новое исследование в этой области позволяет передавать множество узоров в качестве алфавита кодирования. И при этом не беспокоиться о том, насколько зашумлён канал, то есть о помехах при связи. Причём новый подход к оптической связи можно реализовать при помощи широко известных технологий. Результаты научных трудов под названием «Надежная основа для многоразрядной оптической связи с векторным светом» опубликовали в журнале Laser & Photonics Reviews («Обзоры лазеров и фотоники»).
Световые схемы имеют огромные перспективы для создания большого алфавита кодирования в оптической связи. Но прогрессу препятствуют искажения — это атмосферная турбулентность или изгиб оптического волокна. Теперь исследователи из Университета Витватерсранда (сокращённо Wits), ЮАР, представили новый протокол оптической связи. Он использует пространственные структуры света для многомерного кодирования. Важно, что при этой технологии не нужно распознавать структуры. Тем самым протокол преодолевает предыдущее ограничение — искажения в зашумлённых каналах. Результатом изобретения стало кодирование более чем 50 векторных шаблонов, которые передаются через неидеальную среду практически без шума, то есть без искажений и помех. Метод открыл новый подход к оптической связи с высокой скоростью передачи данных.
Команда Wits из Лаборатории структурированного света использовала новое инвариантное свойство векторного света для кодирования информации. Инвариантность означает неизменность даже при перемене условий. Величина, которую команда учёных из ЮАР называет «векторностью», масштабируется от 0 до 1 и остаётся неизменной при прохождении через зашумлённый канал. Традиционная амплитудная модуляция колеблется всего между двумя цифрами, 0 и 1. В отличие от неё учёные использовали инвариантность для разделения диапазона векторности на 50-буквенный «алфавит»: 0, 0,02, 0,04 и так далее до 1. Поскольку канал, по которому передаётся информация, не искажает векторность, отправитель и получатель всегда имеют одно и то же значение. Следовательно, передача информации идёт без помех. Критическим препятствием раньше были естественные искажения зашумлённых каналов. Учёные придумали способ, как их игнорировать. В их технологии выявляется величина, при которой вообще не видно искажений.

— Эндрю Форбс, профессор из Школы физики Wits.
Ведущий автор научной работы Кешаан Сингх добавил, что для создания и обнаружения модуляции не требуется ничего, кроме обычной технологии связи, позволяющей немедленно развернуть протокол на основе шаблонов в реальных условиях.
Группа учёных уже начала тестировать оптическое волокно и скорость связи в открытом космосе. Исследователи считают, что их подход сработает и в других каналах с шумом, в том числе под водой.
Световые схемы имеют огромные перспективы для создания большого алфавита кодирования в оптической связи. Но прогрессу препятствуют искажения — это атмосферная турбулентность или изгиб оптического волокна. Теперь исследователи из Университета Витватерсранда (сокращённо Wits), ЮАР, представили новый протокол оптической связи. Он использует пространственные структуры света для многомерного кодирования. Важно, что при этой технологии не нужно распознавать структуры. Тем самым протокол преодолевает предыдущее ограничение — искажения в зашумлённых каналах. Результатом изобретения стало кодирование более чем 50 векторных шаблонов, которые передаются через неидеальную среду практически без шума, то есть без искажений и помех. Метод открыл новый подход к оптической связи с высокой скоростью передачи данных.
Команда Wits из Лаборатории структурированного света использовала новое инвариантное свойство векторного света для кодирования информации. Инвариантность означает неизменность даже при перемене условий. Величина, которую команда учёных из ЮАР называет «векторностью», масштабируется от 0 до 1 и остаётся неизменной при прохождении через зашумлённый канал. Традиционная амплитудная модуляция колеблется всего между двумя цифрами, 0 и 1. В отличие от неё учёные использовали инвариантность для разделения диапазона векторности на 50-буквенный «алфавит»: 0, 0,02, 0,04 и так далее до 1. Поскольку канал, по которому передаётся информация, не искажает векторность, отправитель и получатель всегда имеют одно и то же значение. Следовательно, передача информации идёт без помех. Критическим препятствием раньше были естественные искажения зашумлённых каналов. Учёные придумали способ, как их игнорировать. В их технологии выявляется величина, при которой вообще не видно искажений.

Это очень впечатляющий прогресс, потому что мы наконец-то можем использовать множество световых узоров в качестве алфавита кодирования, не беспокоясь о том, насколько зашумлён канал. Фактически единственное ограничение величины алфавита — насколько хороши детекторы
— Эндрю Форбс, профессор из Школы физики Wits.
Ведущий автор научной работы Кешаан Сингх добавил, что для создания и обнаружения модуляции не требуется ничего, кроме обычной технологии связи, позволяющей немедленно развернуть протокол на основе шаблонов в реальных условиях.
Группа учёных уже начала тестировать оптическое волокно и скорость связи в открытом космосе. Исследователи считают, что их подход сработает и в других каналах с шумом, в том числе под водой.
- Дмитрий Ладыгин
- onlinelibrary.wiley.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Бомбы с орбиты: почему советская технология, воскрешенная Китаем, встревожила США?
Американцы слишком долго считали свои системы раннего предупреждения лучшими на планете. Теперь......
Битва под Каневом: почему на 350 лет замолчали сокрушительную победу России?
Неудобная победа, предательство и идеология. Мы бы могли вообще не узнать об этом триумфе русского оружия...
С Ноева ковчега сняли запрет: что покажут радары на Арарате?
История, которую больше всего высмеивали ученые, неожиданно становится все более реальной...
Дикий народ чучуна: Кто наводил ужас на коренное население Сибири?
Йети? Люди-изгои? Древнее племя? Пока что вопросов больше, чем ответов...
Мрачный прогноз для США из 1995 года сбылся: в чем великий ученый Саган оказался прав?
Исследователь говорил: все плохо, но еще не все потеряно. Его советы могут реально помочь всему человечеству...
Почему их ДНК не меняется уже 42 000 лет: определен самый древний народ на планете
Три раза предки жителей Океании встречались с исчезнувшими видами людей, и это в корне изменило их гены...
Тайна «косого глаза» Венеры раскрыта: что увидела нейросеть на картинах Боттичелли?
Художник нарисовал пять портретов прекрасной Симонетты Веспуччи. И каждое полотно еще больше подтверждает страшный диагноз...
Новая вселенная внутри звезды: почему Эйнштейн мог ошибаться насчет черных дыр
Больше 20 лет эта гипотеза в буквальном смысле раздирает мир науки. Но, возможно, именно она выведет ученых из тупика сингулярности...
Снегопады в Антарктиде становятся все аномальнее: и ученые, наконец-то, знают почему?
Ученым придется пересмотреть все климатические модели Шестого континента. Кстати, снега там будет выпадать с каждым годом все больше...
Еще одна тайна майя: археологи секрет алтаря в заброшенном городе
Выяснилось, что индейцы долгие столетия продолжали исповедовать, казалось бы, давно забытый древний культ...
Кипящая дыра в Йеллоустоуне: почему геологи «проморгали» опасный инцидент?
Геологический детектив: незамеченный взрыв, неожиданный провал и далеко идущие последствия...
Марс под вопросом: что может обнулить иммунитет у космонавтов?
И почему защита организма перестает видеть микробы, выжившие в космосе?...
43 — проклятый возраст Рюриковичей: почему многие князья не переживали этот роковой рубеж?
Генетики говорят: русская династия слишком поздно поняла, что попала в ловушку «чистой» крови...
Бельгийскую разведку снова взломали: хакеры целый год качали оттуда секретные данные
Эксперты говорят: проникновение было замечено совершенно случайно. И это пугает...
Доказана жизнь на спутнике Юпитера: как же бактериям удалось добраться с Земли на Европу?
За 3,5 миллиарда лет земные бактерии могли долететь до 105 звездных систем. Так что у Европы есть все шансы на «заражение»...
Сначала Стоунхендж был... не каменным: найден прототип легендарного святилища
Доисторическая религия оказалась старше на 500 лет, чем считали ученые. И она играла огромную роль в жизни древних людей...