Дослідники з Астонського інституту фотонних технологій та Університету Глазго розробили алгоритми обробки сигналів для бездротового оптичного зв’язку FSO (free-space optics). У тестах з імітацією атмосферних перешкод дослідники збільшили доступність переданих даних до більш ніж 99% і пропускну здатність до більш ніж 600 Гбіт/с.
Технологія бездротового зв’язку FSO передає дані у вигляді світла через навколишнє повітря. Її можна використовувати для створення дешевих телекомунікацій або комп’ютерних мереж, оскільки FSO не вимагає дорогої прокладки оптоволоконних кабелів. Але оскільки дані надсилаються як імпульси світла, погодні умови можуть викликати проблеми. Яскравий сонячний день або густий туман можуть заломлювати або спотворювати промінь світла, створюючи турбулентність, що призводить до втрати даних.
Восьмипроменевий лазерний приймач для FSO-зв’язку. Зображення: Adamantios, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Щоб подолати цю проблему, дослідники одночасно передавали кілька сигналів даних, використовуючи промені світла різної просторової форми. Атмосферна турбулентність змінює форму променів, що призводить до втрати сигналу, пояснюють вчені. Але якщо передавати кілька сигналів різної форми в приймачі збирається більше світла, і вихідні дані можуть бути розшифровані за допомогою спеціального алгоритму.
Дослідники провели серію експериментів з імітацією атмосферних перешкод з використанням комерційно доступних фотонних ліхтарів з селективною модою, комерційного транспондера і емулятора турбулентності на основі просторового модулятора світла. Їм вдалося створити повітряний оптичний канал, що використовує п’ять просторових режимів і досягти рекордної швидкості передачі даних — 689,23 Гбіт/с.