«Оптический вихрь» создали японские учёные для сети Интернет

«Оптический вихрь» создали японские учёные для сети Интернет

Учёными Токийского технологического института создан модуль мультиплексора/демультиплексора, основанный на свойствах света. Устройство, названное изобретателями – «оптический вихрь», по мнению создателей, будет иметь решающее значение для улучшения функций оптоволоконных сетей современного Интернета. Этот технологичный вариант способен удовлетворить потребности трафика завтрашнего дня.

Цель на развитее и улучшение сети Интернет

Эра современной электроники, основанная на коммуникациях, демонстрирует быстрый рост интернет-трафика. Значительные объёмы данных, передаваемые через сеть Интернет, обеспечиваются построением массивных магистральных сетей, обычно включающих миллионы соединений, развернутых с использованием технологий оптоволоконного транспорта. Предвидя увеличение потока данных в ближайшее время, исследователи всего мира пребывают в поисках путей дальнейшего развития и улучшения оптической связи.

Одним из традиционных методов современных электронных коммуникаций выступает мультиплексирование. Этот способ предполагает максимальное использование доступной полосы пропускания. Мультиплексированием объединяются нескольких сигналов в один сигнал, предназначенный для транспорта через общую среду — оптическое волокно.

Полученный комплексный сигнал впоследствии демультиплексируется модулем приёмника. В результате, каждый отдельно взятый сигнал направляется в точку предполагаемого назначения. Подходы множественного мультиплексирования используются в настоящее время в рамках конструирования оптоволоконных сетей для достижения скорости более чем 100 Гбит/с.

Однако на текущий момент уже требуется способ передачи большего массива данных оптическим сигналом, без увеличения энергии и затрат. Другими словами, востребованными становятся новые технологии мультиплексирования.

Последние из разработанных многообещающих методов включают использование свойств света, ранее не использовавшихся для организации связи и кодирования независимых сигналов. Например, технология поляризации света предложена под практические применения.

Вместе с тем, существует ещё одна характеристика света, именуемая — «оптический вихрь», которую также допустимо использовать. Эта технология и стала предметом исследований специалистов Токийского технологического института.

«Оптический вихрь» несёт орбитальный угловой момент света и вполне подходит для мультиплексирования сигналов путём назначения каждому сигналу световой волны различного импульса. Применение «оптического вихря» под мультиплексирование сигналов видится технологией, обладающей большим потенциалом.

Модуль мультиплексирования и демультиплексирования

Конечно, чтобы кодировать сигналы в световые волны с различными «оптическими вихрями» с последующей передачей по сети, в первую очередь, необходимо спроектировать и реализовать схемы операций мультиплексирования и демультиплексирования. И вот, исследовательская группа японских инженеров разработала и воспроизвела модуль мультиплексирования/демультиплексирования орбитального момента.

Устройство изготовлено таким образом, чтобы принимать пять независимых входных импульсов. Используя комбинацию двух схемных структур — звездообразного ответвителя и «оптический вихревой генератор», инженерам удалось «закодировать» каждый из пяти импульсов уникальным оптическим угловым моментом. Схеме приёмника остаётся только выполнить операцию мультиплексирования в обратном порядке (демультиплексирование), чтобы получить пять независимых импульсов на выходе.


При помощи информации: Titech