Зеркальные лучи-двойники установили новый рекорд передачи данных

Безо всяких репитеров удалось получить устойчивую связь, в несколько раз более быструю, чем эксплуатирующиеся сегодня линии. К тому же на рекордно большом расстоянии.

Исследователи, ведомые Сян Лю (Xiang Liu), из американо-французской Bell Labs (принадлежит Alcatel-Lucent) предложили направлять по оптоволоконному кабелю не один пучок света, а пару. И чтобы каждый был зеркальным отражением другого.

Казалось бы, новация выглядит странно: ведь по одному кабелю можно будет передать лишь 50% от прежнего объёма информации, нет?

Однако сейчас для увеличения пропускной способности такого канала связи и дальности его работы обычно наращивают мощность луча, передаваемого по оптическому волокну. Но представьте, вы кричите в неширокую трубу: чем сильнее надрываешься, тем скорее на другом конце начнут появляться некие дикие неологизмы, напоминающие первые попытки панов Януковича и Азарова разговаривать на украинском. Иными словами, помехи в оптическом волокне усугубляются пропорционально мощности сигнала, и слишком сильно поднять пропускную способность не получается.

Идея разработчиков двухлучевой передачи в том, что зеркальные отражения одной и той же информации (два луча) на принимающем конце кабеля объединяются и позволяют получить данные в чистом, неискажённом виде даже при таком уровне мощности входящего сигнала, который в однолучевом случае слово «кровосос» превратит в азаровское «кровосисив» (или даже хуже).

Подробнее о лучах: для их создания использовалось обращение волнового фронта. Упрощая, можно сказать, что «зеркальный» луч превращает все пики поступления световых волн в приёмник в зеркальные «провалы». На минимум сигналов в первом луче приходится максимум в зеркальном, и наоборот; причём количественно первые равны вторым. Само собой, когда в обоих лучах зашифрованы одни и те же данные, сверяя пики сигналов в первом луче с минимумами во втором, можно «доверять» информации только в тех случаях, когда оба луча совпадают. А если один из них сильно искажён от взаимодействия мощного сигнала со стенками оптической линии, принимающей стороне обычно достаточно просто свериться со вторым лучом: вероятность того, что оба будут искажены в одном и том же месте куда ниже, чем вероятность искажения при однолучевой передаче.

Что дал новый подход? Увы, исследователи не обозначили, насколько именно усилился исходящий сигнал, однако сообщают, что удалось добиться передачи 400 Гб/с (что вчетверо выше лучшей коммерчески доступной скорости) по оптоволоконному кабелю длиной в 12 800 км.

О том, когда это чудо захватит нашу серую повседневность, увы, не сообщается, но прикладной характер исследований Bell Labs хорошо известен, и это значит, что перед нами не просто блистательный результат, но, скорее всего, не такое уж далёкое будущее оптоволоконный связи.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature Photonics.

Подготовлено по материалам Би-би-си.