研究人員展示了結構光的無噪聲通信

圖：對結構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了巨大的希望，但由于它們容易失真，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行多維編碼，不需要識別模式，從而克服了噪聲信道中模態(tài)失真的先驗限制。其結果是一種新的編碼技術，即在湍流大氣中幾乎無噪聲地發(fā)送50多種矢量光模式，為高比特率光通信開辟了一條新途徑。

  相關研究發(fā)表在 Laser & Photonics Reviews，他們使用矢量光的一種新的不變特性來編碼信息。該團隊稱之為“矢量”的這個量從0到1不等，在通過有噪聲的通道時保持不變。

  與傳統(tǒng)的振幅調制0或1(只有兩個字母的字母表)不同，該團隊使用不變性將0到1的矢量范圍劃分為50個字母的50多個部分(0、0.02、0.04等，最多1個)。由于發(fā)送信息的信道不會使矢量失真，因此發(fā)送方和接收方將始終在值上達成一致，從而實現(xiàn)無噪聲信息傳輸。

  該團隊克服的關鍵障礙是以不需要“識別”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量中“相加”了光，揭示了一個根本看不到失真的量。

  Andrew Forbes教授說：“這是一個非常令人興奮的進步，因為我們終于可以利用光的許多模式作為編碼字母表，而不用擔心通道的噪音有多大。”。

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

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

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