研究人員展示了結(jié)構(gòu)光的無(wú)噪聲通信

圖：對(duì)結(jié)構(gòu)光的新研究意味著研究人員可以利用光的許多模式作為編碼字母表，而不用擔(dān)心通道的噪音

  光的模式為光通信中的大型編碼字母表帶來(lái)了巨大的希望，但由于它們?nèi)菀资д?，例如在大氣湍流或彎曲的光纖中，使其發(fā)展受到了阻礙。

  現(xiàn)在，Wits大學(xué)的研究人員概述了一種新的光通信協(xié)議，該協(xié)議利用光的空間模式進(jìn)行多維編碼，不需要識(shí)別模式，從而克服了噪聲信道中模態(tài)失真的先驗(yàn)限制。其結(jié)果是一種新的編碼技術(shù)，即在湍流大氣中幾乎無(wú)噪聲地發(fā)送50多種矢量光模式，為高比特率光通信開(kāi)辟了一條新途徑。

  相關(guān)研究發(fā)表在 Laser & Photonics Reviews，他們使用矢量光的一種新的不變特性來(lái)編碼信息。該團(tuán)隊(duì)稱之為“矢量”的這個(gè)量從0到1不等，在通過(guò)有噪聲的通道時(shí)保持不變。

  與傳統(tǒng)的振幅調(diào)制0或1(只有兩個(gè)字母的字母表)不同，該團(tuán)隊(duì)使用不變性將0到1的矢量范圍劃分為50個(gè)字母的50多個(gè)部分(0、0.02、0.04等，最多1個(gè))。由于發(fā)送信息的信道不會(huì)使矢量失真，因此發(fā)送方和接收方將始終在值上達(dá)成一致，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)噪聲信息傳輸。

  該團(tuán)隊(duì)克服的關(guān)鍵障礙是以不需要“識(shí)別”的方式使用光的模式，這樣就可以忽略噪聲通道的自然失真。相反，不變量只是在專門的測(cè)量中“相加”了光，揭示了一個(gè)根本看不到失真的量。

  Andrew Forbes教授說(shuō)：“這是一個(gè)非常令人興奮的進(jìn)步，因?yàn)槲覀兘K于可以利用光的許多模式作為編碼字母表，而不用擔(dān)心通道的噪音有多大?！?。

  “事實(shí)上，字母表有多大的唯一限制是檢測(cè)器有多好，而且完全不受通道噪聲的影響?！?

  Keshaan Singh補(bǔ)充道，“創(chuàng)建和檢測(cè)矢量調(diào)制只需要傳統(tǒng)的通信技術(shù)，使我們的基于模式的協(xié)議能夠立即部署在現(xiàn)實(shí)世界中?！?

  該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)始在光纖和自由空間的快速鏈路中進(jìn)行演示，并相信該方法可以在其他噪聲信道中工作，包括在水下。