Исследовательский центр фотоники Гонконгского политехнического университета (PolyU) недавно совершил прорыв в исследовании высокоскоростной оптической связи, увеличив скорость оптических сетей связи в 40 раз.
Этот прорыв привлек внимание Huawei Technologies Co. Ltd., ведущего мирового поставщика решений в области информационных и коммуникационных технологий (ИКТ), для предоставления финансирования и оборудования для дальнейшего развития передовых технологий и подачи заявок на патенты.
Исследование было проведено совместно профессором Алексом Ваем, вице-президентом PolyU (развитие исследований), профессором Чао Лу с кафедры электронной и информационной инженерии, профессором Хва-яу Там и доктором Аланом Пак-тао Лау, заведующим кафедрой и доцент кафедры электротехники соответственно.«Благодаря этому прорыву можно загрузить более 177 часов видео с YouTube за секунду», - сказал профессор Вай. Результаты также были опубликованы в ведущих международных журналах, таких как Optics Express, Photonics Technology Letters и Journal of Lightwave Technology.
Развитие оптических коммуникаций значительно продвинулось вперед с момента изобретения/открытия волоконной оптики профессором Чарльзом Као, лауреатом Нобелевской премии по физике и бывшим вице-канцлером Китайского университета Гонконга. За прошедшие годы волоконная оптика сформировала основу современных информационных технологий. С растущим доминированием интеллектуальных мобильных устройств и требовательных к пропускной способности приложений, таких как облачные вычисления, YouTube, Facebook и другие действия в социальных сетях, общий спрос на скорость растет беспрецедентными темпами, и крупные поставщики телекоммуникационных услуг постоянно ищут технологические прорывы, которые могли бы еще больше увеличить ограничения скорости сети.
Скорость оптической связи во многом зависит от искажений информационных сигналов, возникающих при его взаимодействии с молекулами диоксида кремния, из которых состоит оптическое волокно. Однако чем выше скорость передачи информации, тем больше вероятность того, что сигнал будет искажен. Когда такие искажения достаточно велики, на приемном конце будут возникать ошибки обнаружения. Если информация не может быть правильно передана, вся система связи будет считаться бесполезной.
В настоящее время наиболее распространенные системы оптической связи работают на скорости 10 Гбит/с, т.е. 10 миллиардов двоичных цифр (бит) в секунду. Профессор Лу и доктор Лау умело объединили оптику, статистику и технологию обработки сигналов, что значительно увеличило скорость сети в 40 раз, то есть до 4 триллионов бит в секунду. В частности, на основе экспериментальных наблюдений они обнаружили, что искажения светового сигнала, генерируемого молекулами диоксида кремния внутри оптического волокна, не являются полностью случайными. На самом деле искажения подчиняются определенным статистическим характеристикам.
Поэтому исследователи PolyU предложили использовать «когерентное обнаружение», при котором оптический сигнал сначала преобразуется в электрический, чтобы можно было сохранить информацию о данных. За этим следует использование более зрелых технологий электронной обработки сигналов, широко используемых во всех компьютерах, смартфонах и т.п. Это последнее технологическое достижение привлекло внимание Huawei.
Представитель Huawei сказал: «Многие университеты выдвинули инновационные идеи, которые на первый взгляд кажутся действительно нестандартными. пробиваются к коммерческому продукту. С отраслевой точки зрения результаты этого исследования PolyU экономически эффективны и могут удовлетворить практические потребности нашего общества, принося реальную пользу человечеству».
Мы рады видеть, что, используя свои сильные стороны в научных исследованиях, PolyU успешно разработала самые быстрые системы оптической передачи со значительной экономической эффективностью. Это действительно помогает нам сохранить лидерство в отрасли и заложить прочную основу для нашего устойчивого роста в будущем», - добавил представитель.