Преодолены ограничения по передаче данных при помощи оптоволокна

Учёным из Лаборатории Белла (Bell Labs) удалось преодолеть ограничения по дальности передачи данных с использованием оптоволоконной связи. Как пишут в журнале Nature Photonics авторы нового метода, теперь стало возможным передавать сигнал на расстояние более 12 тысяч километров, не используя при этом дополнительных усилителей.

Не секрет, что оптоволокно превосходит медные проводники по скорости передачи информации, поскольку в отличие от электричества свет не испытывает сопротивления и позволяет передавать информацию намного быстрее и в бóльших объёмах. Однако когда речь заходит о значительных расстояниях – например, о связи между материками, то здесь физика накладывает определённые ограничения.

Дело в том, что чем больше дистанция, тем больше энергии требуется сигналу, что в свою очередь негативно сказывается на качестве связи.

Протяжённые линии необходимо оборудовать усилителем сигнала, что, к слову, проблематично, если речь идёт о сообщении через океан. Так, ранее считалось, что невозможно передать информацию без искажения со скоростью 400 гигабит в секунду на расстояние порядка 13 тысяч километров.

Чтобы преодолеть эти ограничения на передачу сигнала и обойти сопутствующие искажения (оптическую дисторсию), учёные придумали относительно простой метод. Они отправили по одному кабелю два отделённых друг от друга сигнала.

Метод, основывающийся на явлении фазового сопряжения, предполагает, что оба сигнала должны компенсировать друг друга, избегая помех. То есть, если один сигнал испытывает какие-то помехи, то второй, скорее всего, в этом же месте пройдёт без проблем. Таким образом, в конечной точке они позволяют восстановить картину без потери передаваемых данных.

Эксперимент показал, что дисторсию удалось снизить на 8дБ, а информацию теперь можно передавать на расстояние более 12800 километров без всяких усилителей. Конечно, скорость передачи данных от этого не увеличится, зато можно будет передавать по тому же кабелю больше данных (увеличить пропускную способность).

"С каждым днём объём передаваемой информации увеличивается, и нам требуется всё большая ширина полосы пропускания, – говорит доктор Лю Сян (Liu Xiang) из Шанхайского университета Цзяо Тун, по совместительству сотрудник Bell Labs. – Эту проблему роста помогут решить новые фундаментальные исследования".

Подобные технические решения помогут географически изолированным странам, таким как Австралия. Обмен трафиком с другими материками увеличивается, а прокладка новых кабелей и усилителей по дну океана обходится дорого.