通过开发一部分通常被认为不合格的信号,提高光纤电缆的容量也许有一天会成为可能。在一个载体中被称为“噪音”的不完美因素通常是人们试图避免的——它会干扰数据的准确读取。
然而,科学家们现在认为,人们实际上可以接受这种垃圾的、迄今为止不可用的信号的一部分来保存数据,并允许对其进行解码。这种通常用于数据模糊的嘈杂声有可能被利用起来,并用于增加光波中的数据容量。
“信息被编码在空间分离的光波之间的相关噪声中,”奥利弗·莫尔希在苏黎世理工学院网站上的一篇文章中写道,苏黎世理工学院是一所科技大学。"由ETH研究人员开发的新的编码技术使更好地利用光纤的传输能力成为可能。"
信号发出时会产生噪声。它是一种与信号相邻的不必要的波动。它实际上不是信号的一部分,但它在不同程度上仍然存在。在这种情况下,开发商认为噪音应该被利用,并认为只是另一个多路复用。多路复用是指发送的信号数量比可用的传输通道数量多。换句话说,他们认为人们应该把噪音简单地看作一个频道——就像收音机里的频率一样。你所要做的就是找出如何在这些噪音中对数据进行编码和解码。关键在于计算干扰。
美国博士生肖恩·迪维特(Shawn Divitt)提出了学院的工作方向。他采用了传统的双分裂实验概念。这就是分裂波产生相移,显示出干涉图样(Wikipdia)。迪维特根据两束光波之间的相互关系,实验确定了预测相位变化的范围。
莫尔希写道:“相关性表明,如果一个人知道另一个光波的相位,那么他就能很好地预测另一个光波的振荡相位。”“即使这两个阶段都是‘有噪声的’,也就是说它们的值是波动的,但它们仍然可以或多或少地同步波动。”
学者们利用了这样一个事实,即强相关性会产生明显的干扰,而弱相关性会导致模式消失。迪维特在苏黎世联邦理工学院的一篇文章中说:“我们的想法是推广这一原理,并用它来编码信息。”
安全和成本效益
有趣的是,安全性最终成为了一个副产品。研究人员解释说,它们不仅可能通过利用建立在数据编码干扰模式上的噪声信道来增加光纤的容量,而且,如果有人试图记录干扰模式,这种干扰将非常明显。这种花招显然会攫取太多被转移的光能量,而黑客也会被抓个正着。
他们说,成本也是一个优势。与传统的提高容量的方法不同,该通道实际上不需要额外的资源(如光)来产生。他们的方法不需要相干激光。它应该比传统技术更便宜,”Morsch说。