Istraživači demonstriraju komunikaciju bez buke sa strukturiranim svetlom
Svetlosni obrasci imaju ogromno obećanje za veliki alfabet kodiranja u optičkim komunikacijama, ali napredak je ometen njihovom podložnošću izobličenjima, kao što su atmosferske turbulencije ili savijena optička vlakna. Istraživači sa Univerziteta u Vitvatersrandu (Vits) predstavili su novi optički komunikacioni protokol koji koristi prostorne obrasce svetlosti za višedimenzionalno kodiranje na način koji ne zahteva da se obrasci prepoznaju, čime se prevazilazi prethodno ograničenje modalnog izobličenja u bučnim kanalima.
Rezultat je novo najsavremenije kodiranje od preko 50 vektorskih obrazaca svetlosti koji se šalju praktično bez šuma kroz turbulentnu atmosferu, otvarajući novi pristup optičkoj komunikaciji velike brzine u bitovima.
Objavljen u “Laser & Photonics Reviews”, Vitsov tim iz Laboratorije za strukturirano svetlo u Vitsovoj školi fizike koristio je novo nepromenjivo svojstvo vektorske svetlosti za kodiranje informacija. Ova količina, koju tim naziva „vektornost“, skalira se od 0 do 1 i ostaje nepromenjena kada prolazi kroz bučni kanal. Za razliku od tradicionalne modulacije koja je 0 ili 1 (samo dvoslovna abeceda), tim je koristio invarijantnost da podeli vektorski opseg od 0 do 1 na više od 50 delova (0, 0.02, 0.04 i tako dalje do 1) za abecedu od 50 slova. Pošto kanal preko kojeg se šalju informacije ne narušava vektornost, i pošiljalac i primalac će se uvek složiti oko vrednosti, pa će se stoga prenositi informacije bez šuma.
Kritična prepreka koju je tim prevazišao je korišćenje obrazaca svetlosti na način koji ne zahteva njihovo „prepoznavanje“, tako da se prirodna distorzija kanala sa bukom može zanemariti. Umesto toga, nepromenljiva količina samo „dodaje“ svetlost u specijalizovanim merenjima, otkrivajući količinu koja uopšte ne vidi izobličenje.
„Ovo je veoma uzbudljiv napredak jer konačno možemo da iskoristimo mnoge obrasce svetlosti kao alfabet za kodiranje bez brige o tome koliko je kanal bučan“, rekao je profesor Endrju Forbs iz škole fizike Vits. “U stvari, jedino ograničenje koliko abeceda može biti velika je koliko su dobri detektori i na njih uopšte ne utiče šum kanala.”
Glavni autor doktorand Keshaan Singh je dodao: „Za kreiranje i otkrivanje modulacije vektornosti nije potrebno ništa više od konvencionalne komunikacione tehnologije, što omogućava da se naš protokol zasnovan na modalnom (obrascu) odmah primeni u realnim okruženjima.
Tim je već započeo demonstracije u optičkim vlaknima i brzim vezama u slobodnom prostoru i veruje da pristup može da funkcioniše u drugim bučnim kanalima, uključujući i podvodne.
Izvor: techbriefs.com
