28.06.2013 | Наука

Движение света по спирали увеличит пропускную способность Интернета

Исследователи из США, Дании и Израиля пришли к выводу, что движение света внутри оптоволоконных кабелей по спирали позволит значительно повысить скорость передачи данных по Всемирной паутине.

Инженеры показали, что излучение "не путается" даже при прохождении 1,1 километра пути.

На сегодняшний день оптоволоконные кабели передают информацию, отправляя свет по прямой. Пропускную способность линий повышают, изменяя кабели, расслаивая излучение по длинам волн (по цветам), увеличивая количество проводов. Однако движение света по прямой по оптоволоконному хайвею с высокой скоростью не позволяет значительно увеличить количество передаваемого трафика.

Ранее учёные уже пробовали направлять свет не по прямой, а по спирали, точнее, кодировать сигнал в форме светового луча (используется такая характеристика как орбитальный угловой момент). Для этого использовались специальные фильтры, отправляющие свет под разными углами. Но даже на коротком отрезке пути (менее метра) пучки "путались", перебивая друг друга, мешая дальнейшей передаче данных. В результате для их расшифровки (определения источника) приходилось подключать дополнительные расчётные мощности и, как следствие, тратить больше электроэнергии.

Сиддхарт Рамачандран (Siddharth Ramachandran) и его коллеги из университетов Бостона и Южной Калифорнии изменили технологию передачи данных "по спирали" и смогли разделить световые лучи разной формы в пространстве на протяжении 1,1 километра.

Инженеры создали стеклянный кабель с варьирующимся показателем преломления (он определяется скоростью прохождения света через ту или иную среду). Затем исследователи направили в него прямые и "искривлённые" лучи (было опробовано 10 разных "форм"). Оказалось, что на входе и на выходе сигнал был одинаковым, то есть пересечений и последующего искажения сигналов не было. При этом пропускная способность доходила до 1,6 терабита в секунду (примерно 8 DVD-дисков в секунду).

Вероятно, переменный показатель преломления по-разному воздействовал на каждый луч, в результате излучение "разной формы" с разной скоростью перенаправлялось по кабелю.

В вышедшей в журнале Science статье представлены результаты тестирования технологии с лучами, закрученными по часовой и против часовой стрелки. Но, как уже было сказано выше, команда Рамачандрана испробовала 10 разных "форм" для передачи информации. Это достижение означает, что в оптоволоконном хайвее можно будет создать 10 разных "полос". На каждой из них поток информации можно разделить по длинам волн, значительно увеличив пропускную способность кабеля.

"Мы указали на новую степень свободы. Теперь мы сможем передавать информацию другими путями", — говорит Рамачандран.

Как это часто бывает, не стоит ожидать, что открытие радикально изменит оптоволоконные сети современного мира уже в ближайшие пару лет. Скорее всего, технологию начнут использовать для передачи информации между серверами на соответствующих площадках крупных компаний.

По публикациям UkrNet