Исследователи из Астонского института фотонных технологий и Университета Глазго разработали алгоритмы обработки сигналов для беспроводной оптической связи FSO (free-space optics). В тестах с имитацией атмосферных помех исследователи увеличили доступность передаваемых данных до более чем 99 % и пропускную способность до более чем 600 Гбит/с.
Технология беспроводной связи FSO передает данные в виде света через окружающий воздух/ Ее можно использовать для создания дешевых телекоммуникаций или компьютерных сетей, поскольку FSO не требует дорогостоящей прокладки оптоволоконных кабелей. Но поскольку данные отправляются в виде импульсов света, погодные условия могут вызывать проблемы. Яркий солнечный день или густой туман могут преломлять или искажать луч света, создавая турбулентность, которая приводит к потере данных.
Восьмилучевой лазерный приемопередатчик для FSO-связи. Изображение: Adamantios, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Чтобы преодолеть эту проблему, исследователи одновременно передали несколько сигналов данных, используя лучи света различной пространственной формы. Атмосферная турбулентность изменяет форму лучей, что приводит к потере сигнала, объясняют ученые. Но если передавать несколько сигналов разной формы в приемнике собирается больше света, и исходные данные могут быть расшифрованы с помощью специального алгоритма.
Исследователи провели серию экспериментов с имитацией атмосферных помех с использованием коммерчески доступных фотонных фонарей с селективной модой, коммерческого транспондера и эмулятора турбулентности на основе пространственного модулятора света. Им удалось создать воздушный оптический канал, использующий пять пространственных режимов и достичь рекордной скорости передачи данных — 689,23 Гбит/с.
