【盘点】2013年光通信领域科学前沿技术

2013-12-11 00:02

解码光纤数据传输新模式多元传输引爆通讯革命

　　研究者构建了一种能够以全新方式编码数据的光纤数据传输新模式，通过这种方式，光波能够螺旋传播。与此同时，通过搭配使用更常规的填充额外数据的传输模式，新模式的数据传输率将获得极大提高。

　　美国哥伦比亚大学电机工程师Keren Bergman说：“螺旋状传输令人印象深刻，使我感到兴奋不已。”科学家于上世纪90年代证明：如果将不同的数据流编译成不同的颜色或者波长，那么在同一根光纤上同时传输多个数据是可行的。Bergman注意到，在此之后，电信公司极大地提高了数据带宽。

　　现阶段的研究中，Ramachandran团队与Willner展开合作，证明了科技可以实现数据的高速传播。他们通过特殊纤维实现了以每秒1.6万亿比特的速度，在10种不同的波长中以及两种OAM编译模式下，传输数据超过1000米。虽然这个传输距离很短，未来需要极大的延长，但对于数据中心以及科学机构等其他高端用户群体来说，这样的传输距离足够了。纽约罗切斯特大学物理学家Robert Boyd说：“这个研究成果令人印象深刻，我已经可以预见到一个广阔的商业市场。”

　　Ramachandran和Willner认识到，打破数据传输速度的瓶颈，OAM模式并非唯一的解决方法。近年来，光学研究者已研制出最高可支持12种编译模式的光纤。但是，这种传输方式通常需要在数据接收终端安置大量的电脑来解读信号。

　　另一种方法则是“多核”光纤，即光纤内包含多个“核心”，不同的编译模式通过不同的“核心”传输。去年，美国研究者利用这种方法成功地将传输速度提高到每秒1千万亿比特（大约是目前OAM编译模式传输速度的1000倍）。

　　Willner表示，这些方法并不相互排斥，在他的设想里，未来的“多核”光纤最好也能够支持多种OAM编译模式。此外，现有的传输手段也将能在新光纤内搭配使用。如果这个设想得以实现的话，那时的数据传输速度与现有的速度相比，就如同光纤上网与拨号上网的速度差距一样大。【更多内容】

　　新技术使得光缆数据传输速率提高10倍

　　自从上世纪七十年代光缆问世以来，新技术革新使得平均每过4 年其传输速度就会提升10 倍，但近几年我们似乎遇到了瓶颈。

　　世界各地的科学家都在努力穿过这段狭小的瓶颈，位于洛桑的瑞士联邦理工学院率先完成了这项任务。他们发表在《 Nature Communications 》上的论文揭示了一种将光缆数据传输速率提高 10 倍的方法。

　　一直以来研究者们都明白缩小信号间距是一条正确的路线，但过小的距离总会产生信号干涉，没人能解决这个问题。而通过用同一频率发射脉冲信号，科学家们得以避免相近信号的干涉，获得 99%数据准确性的理想脉冲信号。

　　该论文合著者之一的 Camille Brès 表示“为了能把它们搭配在一起，这种脉冲的形状比普通脉冲更尖锐，你可以想想一下拼图的每一片相互衔接的样子。当然，这种信号仍会存在干涉，但它们都不在我们读取数据的部分。”

　　研究者们表示该技术已经相当成熟，造价也不昂贵，完全可以投入商业普及，他们期望光缆工业会采取此技术。【更多内容】