«Витая» волна позволяет передавать информацию со скоростью 2,5Тбит/с

Источник: nasa.gov

В последнее время при передаче данных с помощью лучей света или электромагнитных волн используется мультиплексирование. В одном частотном диапазоне размещаются сразу два потока данных, которые отличаются друг от друга по поляризации (направлению покачивания) волны. Такая методика позволяет удвоить пропускную способность. Но можно повысить скорость передачи информации еще больше — если использовать волны с разным орбитальным угловым моментом. Отличие между поляризацией и орбитальным моментом можно понять на примере движения планет. Земля вращается вокруг своей оси — направление этого движения можно назвать спином, или поляризацией. Но при этом она еще и определенным образом вращается вокруг Солнца — и это уже можно рассматривать как орбитальный угловой момент.

В отличие от поляризации, орбитальный угловой момент до недавнего времени практически не использовался в системах связи. Лишь в марте этого года Бо Тхайд из Института космической физики (Швеция) с командой коллег из Италии продемонстрировали первый опыт передачи двух пучков света с разным ОУМ через один физический канал. А теперь другая международная группа специалистов добилась упаковки 8 сигналов в один канал. Проектом руководит профессор Алан Виллнер (Университет Южной Калифорнии, США), с ним сотрудничают представители НАСА и Тель-Авивского университета (Израиль). Ученые подготовили два набора световых пучков, один набор отличался от другого по поляризации, в каждом наборе имелось по 4 потока света с различным ОУМ, и каждый из 8 полученных потоков нес свой набор данных (мультиплексирование). Получилась своеобразная «витая» волна. На приемном конце весь этот комплект был удачно разделен на составные части (демультиплексирование). Таким образом, была достигнута скорость передачи данных 2,5 Тбит/с. Это примерно 66 DVD в секунду. Как отмечает профессор Виллнер, световую волну можно разделить на 5 пучков с различными ОУМ. Так что пропускная способность канала может быть еще увеличена. Первый опыт был проведен на расстоянии около метра. Остались небольшие сложности в адаптации технологии к существующим видам оптоволокна. Что касается передачи сигнала при помощи радиоволн, на значительные расстояния, этому может помешать турбулентность земной атмосферы. В случае небольших расстояний (менее 1 км) новая методика мультиплексирования данных может быть очень привлекательной. Также «витая» волна наверняка найдет применение в космической связи, ведь в космосе турбулентности нет.