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
Раскрыта главная тайна антарктического льда: ученые узнали, как и кем была взломана природная защита Шестого континента
Похоже, той Антарктиде, которую мы знаем, приходит конец. Впрочем, это не точно...
Древнеримский артефакт переписывает историю Америки: Колумб был не первым?
Почему находка из индейской могилы почти 100 лет вызывает ожесточенные споры среди археологов и историков?...
Тайна гибели сибирского «Титаника»: почему некоторые детали катастрофы 1921 года неизвестны даже сейчас?
Поразительно, но тогда судьи единогласно оправдали капитана парохода. Так кто же тогда был виновником этого страшного происшествия?...
Еще раз об убийстве Андрея Боголюбского: что рассказали кости погибшего князя?
Профессор судебной медицины поправил историков и выявил неточности древних летописей...
Японец 26 лет ждал, пока раскроют убийство его жены. Часть 2. Расплата
Как наука отменила срок давности у преступления? И какая тайна осталась не раскрытой?...
Японец 26 лет ждал, пока раскроют убийство его жены
Как новейшие технологии помогли сдвинуть с места нераскрываемое дело...
Главный секрет человеческого дыхания: ученые рассказали, почему мы дышим «вахтовым методом»
Эксперты предупреждают: из-за особенности организма многие люди не смогут попасть в космос. Но решение все-таки есть...
Жители Анд переписали свою ДНК: почему горные индейцы пьют ядовитую воду, но чувствуют себя при этом хорошо?
По словам ученых, эволюция сделала красивый и хитрый ход. И это не иммунитет к токсинам, а нечто другое, более интересное...
43 000 черепков открыли тысячелетние тайны Древнего Египта
Почему глиняная библиотека Атрибиса потрясла весь археологический мир?...
Ядерный взрыв на Луне: для чего советские ученые хотели провести такой грандиозный эксперимент?
Зачем России атомный реактор на Луне и как он поможет нам добраться до Венеры?...
Почему эти меры не спасут Антарктиду: пять проектов по спасению ледников оказались провалом
Эксперт жестко проанализировал самые популярные программы по сохранению льда на Шестом континенте. Увы, они оказались невыполнимой фантастикой, причем опасно...