跟著數(shù)據(jù)需求的不絕增長，科學(xué)家們預(yù)測，除非是在傳輸數(shù)據(jù)的新技能獲得成長，要么如今的電信網(wǎng)絡(luò)到達(dá)其容量極限只是一個時間問題。一種新的技能可以輔佐制止這種帶寬的緊縮，通過基于光的光網(wǎng)絡(luò)對比今朝技能舉辦高出一百倍以上的數(shù)據(jù)傳輸，是大概實現(xiàn)的。

激光光束有很多差異的形狀，或空間漫衍模式。然而，本日的光網(wǎng)絡(luò)只利用一個空間模式舉辦信息的傳輸，這限制了一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總量。以南非金山大學(xué)的Andrew Forbes傳授為首的研究人員，開拓出一種技能被稱為空間復(fù)用技能，將激光束分成很多空間模式，都可以舉辦信息的傳輸。

在波士頓召開的OSA激光集會會議上提交的一篇論文中，研究人員展示光通信高出100空間模式的新的空間復(fù)用的要領(lǐng)，團結(jié)波分復(fù)用（WDM），它利用差異波長的光都可以攜帶的信息。

“我們締造了35種空間模式在三個差異的波長編碼，從而發(fā)生105的總模式，” Carmelo Rosales-Guzmán說明，他是這項研究的研究員且是研究論文的第一作者。“我們的新要領(lǐng)大概作為將來通信技能的基本。”

研究人員表白，在嘗試室的自由空間光網(wǎng)絡(luò)中，他們的技能可以傳輸數(shù)據(jù)且具有98%的效率，縱然用這種光束在氛圍中傳輸信息。科學(xué)家們說，該要領(lǐng)在光纖中也可以獲得應(yīng)用，而光纖是光通信的基本。

跟著光模式增加帶寬

這種新技能利用的是一個軌道角動量，這使它有一個扭曲的或螺旋形的形狀。差異的空間模式可以通過改變曲折的數(shù)量即被稱為方位角自由度來舉辦建設(shè)。而其他科學(xué)家已增加帶寬的方位舉辦自由度配置的摸索，連年來的研究發(fā)明，盡量在理論上，具有軌道角動量的模式薈萃是無限的，在實踐中沒有足夠的可用的模式做出重大改造。

Forbes的團隊操作自由度加另一個變量稱為徑向自由度的角度辦理了這個問題。在理論上，每一個方位角的自由度都具有一個無限量的徑向自由度，但在實際中是有限制的，香港主機租用 香港高防服務(wù)器，限制這個數(shù)字。因為所有的模式都是彼此正交的，信號不會被夾雜，因為他們傳輸中，并可以疏散后達(dá)到他們的目標(biāo)地。研究人員說，這是第一次兩個空間自由度已被用于光學(xué)編碼信息。

這種新要領(lǐng)的要害是一個被稱為空間光調(diào)制器的光學(xué)裝置。研究人員利用一個空間光調(diào)制器來塑造激光到各類模式，而且在吸收端有一個逆轉(zhuǎn)的進(jìn)程。

“我們要領(lǐng)的利益之一是，我們只需要一個單一的檢測出所有的空間模式來規(guī)復(fù)所有的信息，” Rosales-Guzmán說，“這是其它增加帶寬并需要多個探測器的要領(lǐng)更快。”

按像素發(fā)送圖片

為了測試這種新技能，研究人員用它來編碼一個灰度和彩色圖像。每個圖像被發(fā)送到一個通信鏈路的像素的像素，然后每個像素被規(guī)復(fù)到重建的圖像中。對付灰度圖像，每個灰度級被鏈接到一個單獨的空間模式，答允傳輸?shù)?05個灰度級。

“在這個演示中，發(fā)送一個10000像素的圖像以5到7分鐘，” Rosales-Guzmán說，“可是我們可以在同一時間或回收多波長發(fā)送兩或四像素以提高傳輸速度。”

現(xiàn)實世界的自由空間光網(wǎng)絡(luò)可以在修建物之間傳輸信息，但也有很多挑戰(zhàn)是在嘗試室里今朝還沒有發(fā)明的，研究者與自由空間通信專家相助，適應(yīng)他們的實際應(yīng)用技能。

“我們已經(jīng)在南非已經(jīng)舉辦了嘗試，使這種設(shè)備具有適應(yīng)自由通信中差異空間模式的事情本領(lǐng)，” Rosales-Guzmán 說“我們在盡力提高他們的設(shè)備的四倍多，可此刻的帶寬感樂趣。”