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网络流量以圆形的几何学级数急速增加【凤凰官网】


本文摘要:虽然像确实的高速公路一样,车道很多,但是因为各自的宽度看起来更宽,所以不能混合数据流。在实验中,研究者设计并建造了宽11公里的玻璃电缆。折射率的不同只影响某种形状的光束,所以这些不同形状的光束在电缆中以不同的速度行进。

根据光通信网、美国科研小组6月27日《科学》杂志发表的最近研究成果,通过使用不同形状的变形波束对信息进行编码,可以提高网络信息高速公路的负荷能力,有效减轻网络交通堵塞。网络流量以圆形的几何学级数急速增加,研究者也依然在谋求提高光纤电缆的通信容量。过去20年来使用的顺利方法之一基本上依赖于减少更好的车道,即以不同的颜色和波长传输不同的信号。

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虽然像确实的高速公路一样,车道很多,但是因为各自的宽度看起来更宽,所以不能混合数据流。从几年前开始,就有几个研究小组试图通过利用被称为轨道角动量的光属性的光束形状对信息进行编码,来减轻网络堵塞。现在,网络信号是利用沿水平方向传播的光束传输的,但特定的滤波器可以使光束在前进过程中再次变形到不同的程度。但是,利用该效果展开的实验效果不太理想。

不同形状的光束前进近1米后,经常会互相混合。但是,现在美国波士顿大学和南加州大学的研究者合作,寻找分离不同形状的光束前进的方法,传输距离超过了创纪录的1.1公里。

在实验中,研究者设计并建造了宽1.1公里的玻璃电缆。它的横截面具有不同的折射率(取决于光在特定介质上的行进速度有多慢)。然后,他们沿着电缆交替地发送直线光束。

该研究小组发现有必要调整光的输入输出,指出各种形状的光束经常不混合。折射率的不同只影响某种形状的光束,所以这些不同形状的光束在电缆中以不同的速度行进。这意味着我们可以继续把它们分开. 研究小组的负责人,波士顿大学电气工程师赛达斯拉玛钱德兰说。

研究者顺时针和逆时针使用圆形且具有不同变形度的光束展开多次测试,发现约10种不同形状的光束可以用于信息传递。这个结果令人振奋,因为所有的形状都可能伴随着信息高速公路上的交通未来超过新的水平。

而且,通过将数据流按照颜色进一步区分为狭窄的车道,能够使通信量最大化。但是,将实验室的成果应用于现实世界还需要时间。其理由之一是现在的网络电缆只运行平束. 拉玛钱德兰斯说,在Facebook等大型网络公司使用的服务器群的服务器之间,安装短距离传输变形光的电缆可能是更必要的目标。

英国格拉斯哥大学物理学家迈尔斯帕特期待着这项技术的应用潜力。更好的比特率意味着总有一天我们可以正好在Skype上展开网络通话。

他说。


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