Szybsze łącza dzięki nowym światłowodom

swiatlowod

Gwałtownie rosnące zapotrzebowanie na coraz większą przepustowość łącz internetowych wymusza na naukowcach szukanie nowych rozwiązań na przesył danych poprzez światłowody. Zespół inżynierów z Boston University oraz University of Southern California w USA opracował nową technologię światłowodową, która daje nadzieję na znaczące zwiększenie szybkości przesyłania danych.

Opisana w artykule opublikowanym 28 czerwca w magazynie Science technologia, bazuje na laserowej wiązce światła w kształcie skręconego obwarzanka, nazywanej optycznym wirem, w którym światło kręci się jak tornado, poruszając się na drodze wiązki, a nie w linii prostej.

Szeroko znane w biologii molekularnej, fizyce atomowej i optyce kwantowej wiry optyczne (znane również, jako orbitalny moment pędu lub OAM) uważano za niestabilne w włóknach optycznych, dopóki profesor Siddharth Ramachandran, nie zaprojektował niedawno światłowodu, który może je przenosić. W opublikowanym artykule on i Alan Willner z USC wykazują nie tylko stabilność wiązki w światłowodzie, ale także jej potencjał do zwiększenia przepustowości Internetu.

Przez kilka dekad, od kiedy zostawały wprowadzone światłowody, zakładano, że wiązki OAM są niestabilne w włóknach” powiedział Ramachandran. „Nasze odkrycie pewnej klasy włókien, w której są one stabilne, ma głębokie implikacje w wielu dziedzinach nauki i techniki mogącej wykorzystywać unikalne właściwości OAM do zwiększania przepustowości łącz” – dodał naukowiec.

Nowa technologia nie mogła przyjść w lepszym momencie. Do tej pory przepustowość była poprawiana przez zwiększanie ilości kolorów/długości fal światła przenoszącego sygnał – zasadniczo strumień zer i jedynek – płynącego przez światłowód. Zwiększenie ilości długości fal jest wprowadzane od lat 90-tych, kiedy metoda ta została wynaleziona, ale teraz kończą się jej fizyczne granice.

Alternatywną strategią jest wykorzystywanie nowych typów światłowodu wielomodowego jednak wymaga ona zastosowania skomplikowanych algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnału oraz zaawansowanego sprzężenia modów lub rdzenia.

Naukowcy z USC podeszli do problemu łącząc te dwie strategie jednocześnie, wprowadzając różne długości fal do jednego modu i wykorzystując wielomodowość. Mody OAM w specjalnie zaprojektowanych włóknach, mogą przenosić strumienie danych pozostając odrębnymi przy odbiorze. W doświadczeniu opisywanym na łamach Science, naukowcy stworzyli światłowód OAM z czterema rodzajami modów (zwykły światłowód ma zwykle dwa) i wykazali, że można przesłać dane przez 1.1-kilometrowy światłowód falami o 10 różnych długościach, co pozwalana transmisję o szybkości 1,6 terabita na sekundę. Odpowiada to przesłaniu ośmiu płyt Blu-Ray w ciągu sekundy.

Źródło:
[1] Terabit-Scale Orbital Angular Momentum Mode Division Multiplexing in Fibers. Nenad Bozinovic1, Yang Yue2, Yongxiong Ren, Moshe Tur, Poul Kristensen, Hao Huang, Alan E. Willner, Siddharth Ramachandran
[2] http://scitechdaily.com/new-fiber-optic-technology-could-boost-internet-bandwidth/ | 30.07.2013
[3] http://www.sciencemag.org/content/340/6140/1545.abstract | 30.07.2013
[4] Fiber Optic Cables by Roshan Nikam (roshan1286), flickr.com, CC BY 2.0

Dodaj pierwszy komentarz

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *