Продемонстрирована передача данных с помощью «закрученного света» со скоростью 2,5 Тбит/с

Продемонстрирована передача данных с помощью «закрученного света» со скоростью 2,5 Тбит/с

Александр Березин

Любая частица может обладать двумя видами углового момента — орбитальным угловым моментом и спином. Орбитальный угловой момент (ОУМ) порождается движением частицы в пространстве, в то время как спин не связан с этим движением. Использование одновременной передачи радиоволн в одном диапазоне, но с разным орбитальным угловым моментом позволило группе американских учёных добиться беспроводной отправки данных на рекордных 2,5 Тбит/с.

Понимание возможности использования орбитального углового момента в мультиплексировании пришло лишь в последнее десятилетие. Первый практический опыт в этой области состоялся в Венеции в марте 2012 года.

Теперь же исследователи из Университета Южной Каролины и Лаборатории реактивного движения НАСА (оба — США) опубликовали в журнале Nature Photonics работу, согласно которой в опыте им удалось передавать информацию со скоростями до 2,5 терабита в секунду, используя разделение световых волн в одном луче по орбитальному угловому моменту на четыре группы одновременно с разделением по поляризации на две группы.

Кроме того, они сумели добиться не только устойчивого мультиплексирования, но и демультиплексирования сигнала, несмотря на имевшиеся перед экспериментами опасения о том, что сложность последних не даст провести эффективный приём сигнала.

Световые волны могут быть разделены на пять групп по орбитальному угловому моменту, так что потенциал мультиплексирования по ОУМ пока не исчерпан. (Иллюстрация Википедии.)

Более того, исследователи полагают, что передачи такого типа уже сейчас реальны на расстояние до 1 км (при условии отсутствия сильных внешних помех); это позволяет говорить о возможности их применения в локальных сетях, при значительном повышении скорости передач данных, характерных для ЛВС сегодня. При этом при работе в космическом пространстве возможная дальность такого мультиплексирования с разделением по орбитальному угловому моменту оценивается авторами как неограниченная, поскольку в космосе нет турбулентности, свойственной земной атмосфере.

Наконец, по мнению авторов эксперимента, успешное совместное использование разделения передаваемых радиоволн по поляризации и орбитальному угловому моменту позволяет предположить, что мультиплексирование по орбитальному угловому моменту совместимо также с разделением по длине волны. Следовательно, применение нового вида мультиплексирования возможно для существующих оптоволоконных линий (с соответствующей модификацией приёмопередающих устройств), где оно способно значительно (как в минимум в несколько раз) повысить их пропускную способность.

Подготовлено по материалам Би-би-си.