Регистрация / Вход
мобильная версия
ВОЙНА и МИР

 Сюжет дня

Альянс на четверть века: ось Пекин — Тегеран подрывает американские санкции
Лавров: Президент Путин будет решать, когда посол РФ вернется в Вашингтон
Путин, Меркель и Макрон провели переговоры
Главная страница » Новости » Просмотр
Версия для печати
Разработан новый принцип передачи данных для 5G
25.02.21 23:25 Наука, техника, образование

 Американские физики разработали оптическую антенну, использующую вместо частоты волны орбитальный угловой момент света. По мнению ученых, такая антенна способна передавать значительно больший объем информации, чем традиционные электромагнитные или поляризационные устройства, и может стать ключевым элементом технологий 5G и будущих технологий 6G. Описание разработки опубликовано в журнале Nature Physics.

Современные методы передачи сигналов с помощью электромагнитных волн достигли своего предела. В отличие от радиоволн, световые волны можно еще разложить на две составляющие — горизонтальную и вертикальную — с помощью поляризации. Это позволяет удвоить объем передаваемой информации. Еще большие возможности открывает использование орбитального углового момента света (OAM — orbital angular momentum).

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли нашли способ мультеплексирования — радикального увеличения объема передаваемых данных — с помощью дискретных закручивающихся лазерных лучей от антенн, состоящих из концентрических колец.

"Мы переживаем взрывной рост объемов данных в нашем мире, и каналы связи, которые у нас есть сейчас, скоро станут недостаточными. Технология, о которой мы сообщаем, преодолевает текущие ограничения емкости данных за счет характеристики света, называемой орбитальным угловым моментом. Впервые нами были напрямую мультиплексированы лазеры, излучающие искривленный свет, — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования Бубакара Канте (Boubacar Kanté), доцент кафедры электротехники и компьютерных наук. — Это кардинально меняет правила игры с приложениями в области биологической визуализации, квантовой криптографии, высокопроизводительной связи и датчиков".

Распространенный пример мультиплексирования, или уплотнение каналов связи — передача нескольких телефонных разговоров по одному проводу. Но до сих пор существовали фундаментальные ограничения на количество когерентных скрученных световых волн, которые можно было мультиплексировать напрямую.

Исследователи создали в закрученных антеннах, диаметр которых равен человеческому волосу, световые вихри, аналогичные по структуре атмосферным торнадо. При этом эти компактные антенны, которые можно разместить на компьютерной плате, — топологические. Это означает, что они сохраняют свои свойства даже при скручивании или изгибе устройства.

"Световой вихрь с его бесконечными степенями свободы, в принципе, может поддерживать передачу неограниченного количества данных, — объясняет Канте. — Задача состоит в том, чтобы найти способ надежно произвести бесконечное количество лучей OAM. Никто никогда раньше не производил лучи OAM с такими высокими зарядами в таком компактном устройстве".

Чтобы создать топологическую антенну, исследователи использовали метод электронно-лучевой литографии, с помощью которого они сначала вытравили сетку на поверхности полупроводникового материала — сплава арсенида галлия и фосфида индия — соединения, которое широко применяется в фотонных устройствах, а затем прикрепили полученную структуру к поверхности железо-иттриевого граната.

По словам авторам, такая конструкция была необходима для поддержания явления, известного как фотонный квантовый эффект Холла — движения света в кольцах в одном направлении при приложении магнитного поля.

"Раньше думали, что квантовый эффект Холла с магнитным полем можно использовать в электронике, но не в оптике, из-за слабого магнетизма существующих материалов на оптических частотах, — говорит ученый. — Мы первые показали, что квантовый эффект Холла работает и для света".

Приложив магнитное поле, перпендикулярное двумерной микроструктуре, исследователи успешно сгенерировали три лазерных луча OAM, движущихся по круговым орбитам над поверхностью.

"Мы создали три лазера, увеличив скорость передачи данных в три раза, но в принципе нет ограничений на возможное количество лучей и объем передаваемых данных", — заключает Канте.

В ближайшее время ученые планируют приступить к разработке оптических антенн, использующих в качестве источника энергии электричество.

 

SergeiS26.02.21 06:03
Подход, конечно, лежавший на поверхности... но какая простая и эффектная реализация! Снимаю шляпу перед парнями из Беркли!
Alanv26.02.21 07:03
> SergeiS
Подход, конечно, лежавший на поверхности... но какая простая и эффектная реализация! Снимаю шляпу перед парнями из Беркли!

Реализация крайне непростая, именно поэтому "поверхность" так долго и не достигалась.
Да и сейчас неясно, насколько она может быть эффективно технологична.
Главный Злодей26.02.21 16:44
=== Американские физики разработали ===
очередной предлог распилить бабло. То, что дежурный сотрудник минправды из пр**балтики подбежал подхрюкнуть - только лишний раз подтверждает.
На сегодня американские физики абсолютно ничего, кроме предлогов распилить бабло, изобрести больше не в состоянии. Это есть ужелезобетонившийся факт.
delta26.02.21 16:49
> SergeiS
Подход, конечно, лежавший на поверхности... но какая простая и эффектная реализация! Снимаю шляпу перед парнями из Беркли!

Вы серьёзно? Или это сарказм?
Мне не хватает знаний, чтобы оценить глубину замысла с позиций физики. Но, жизненный опыт заставляет усомниться в эффективной работе "оптической антенны" в условиях осадков, тумана, смога и пр. И, к тому же, я не могу представить себе оптическкую антенну с круговой направленностью. А особенно - непременного требования нахождения излучателя и приёмника в прямой видимости. И непременного требования направлять оптическое устройства приёмника на антенну. Значит, если захотел поговорить, или отправить СМС - выходи на балкон, наводи объектив смартфона на антенну, и говори себе, в своё удовольствие?)) Так что ли? Значит, больше, лёжа на диване, не поболтаешь?))
Короче, я воспринял новость, как фейк, сработанный американцами, для того, чтобы затормозить в мире продажи китайского оборудования G5 сегодня обещанием светлого и высокотехнологичного завтра.
RML26.02.21 17:08
> delta
> SergeiS
Подход, конечно, лежавший на поверхности... но какая простая и эффектная реализация! Снимаю шляпу перед парнями из Беркли!

Вы серьёзно? Или это сарказм?
Мне не хватает знаний, чтобы оценить глубину замысла с позиций физики. Но, жизненный опыт заставляет усомниться в эффективной работе "оптической антенны" в условиях осадков, тумана, смога и пр. И, к тому же, я не могу представить себе оптическкую антенну с круговой направленностью. А особенно - непременного требования нахождения излучателя и приёмника в прямой видимости. И непременного пребования направлять оптическое устройства приёмника на антенну. Значит, если захотел поговорить, или отправить СМС - выходи на балкон, наводи объектив смартфона на антенну, и говори себе, в своё удовольствие?)) Так что ли? Значит, больше, лёжа на диване, не поболтаешь?))
Короче, я воспринял новость, как фейк, сработанный американцами, для того, чтобы затормозить в мире продажи китайского оборудования G5 сегодня обещанием светлого и высокотехнологичного завтра.

Уже делают 6G на завтра, везде. Что только вот не мешает внедрять 5G сегодня.
Просто напросто прекрасного завтра приучены ждать бывшие граждане СССР, у которых коммунизм все наступал и наступал завтра, там и так далее. А бабло на связи нужно зарабатывать сегодня и желательно вот сейчас.
Alanv26.02.21 17:38
"Но, жизненный опыт заставляет усомниться в эффективной работе "оптической антенны" в условиях осадков, тумана, смога и пр. И, к тому же, я не могу представить себе оптическкую антенну с круговой направленностью. А особенно - непременного требования нахождения излучателя и приёмника в прямой видимости."

Я всё-таки предполагаю, что имеется в виду не атмосферная антенна, а преобразователи для световодов. Так-то атмосферная оптика сейчас практически нигде ни в каком виде не применяется (разве в строю на флоте?).
vktik26.02.21 18:44
"Я всё-таки предполагаю, что имеется в виду не атмосферная антенна, а преобразователи для световодов."

Да, из текста это очевидно.

"Так-то атмосферная оптика сейчас практически нигде ни в каком виде не применяется (разве в строю на флоте?)."

Оптические прицелы, в дополнение к радиолокационному, стоят на истребителях. Например на Су-35 стоит ОЛС-35, которая обеспечивает поиск, обнаружение и сопровождение наземных и воздушных целей.Тепловизионный и телевизионный каналы выводят изображение на индикатор лобового стекла.
vat26.02.21 18:52
> Главный Злодей
=== Американские физики разработали ===
очередной предлог распилить бабло. То, что дежурный сотрудник минправды из пр**балтики подбежал подхрюкнуть - только лишний раз подтверждает.
На сегодня американские физики абсолютно ничего, кроме предлогов распилить бабло, изобрести больше не в состоянии. Это есть ужелезобетонившийся факт.
Ну да, естественно, прям железобетонный...Только каждый день сидим и ручками теребим аппаратики, гении анженерной американской (изначально) мысли. Так и тут, появятся новые оптические системы и глазом не успеем моргнуть, потом это станет само собой разумеющимся, а потом будем читать новый перл от ГЗ
Dmitriy42726.02.21 19:48
А эта "инженерная мысль" точно была американской? Или таки скупленных по всему свету, за фантики, искателей лучшей жизни?

P.S. Вот, в том числе и поэтому, "Финансовых империй" просто не должно быть, для нормального развития цивилизации. Они превращают большую часть ресурсов производимых человечеством, в том числе самых ценных - интеллектуальных, в полнейшее дерьмо. Или нет, его как удобрение использовать можно. Просто в прах, в ничто... "Фининтерн" должен быть уничтожен, если человечество всё ещё хочет жить и развиваться, а не бездарно сливать, далеко не бесконечный, творческий потенциал в бездонную потребительскую топку. ИМХО.

SergeiS26.02.21 20:19
> Dmitriy427.... "Фининтерн" должен быть уничтожен, если человечество всё ещё хочет жить и развиваться, а не бездарно сливать, далеко не бесконечный, творческий потенциал в бездонную потребительскую топку. ИМХО.
то есть вы за настоящее творчество, без этих блестящих золотых?
Дело хорошее, но абсолютно идеалистическое. Это не я, это люди вокруг нас такие, хотят жить лучше сейчас...
Dmitriy42726.02.21 20:27
Хотеть-то они хотят, да кто же им даст? Люди, большей частью, не хотят знать - куда ведут их желания. И идеализм тут совершенно не при чём. Голый рационализм же.
Alanv26.02.21 20:45
> vktik
"Так-то атмосферная оптика сейчас практически нигде ни в каком виде не применяется (разве в строю на флоте?)."

Оптические прицелы, в дополнение к радиолокационному, стоят на истребителях. Например на Су-35 стоит ОЛС-35, которая обеспечивает поиск, обнаружение и сопровождение наземных и воздушных целей.Тепловизионный и телевизионный каналы выводят изображение на индикатор лобового стекла.
Само собой, я имел в виду передачу сигналов, а не тепловизоры/телекамеры/фотооптика и т.д.
SergeiS26.02.21 22:08
> delta Вы серьёзно? Или это сарказм?
Мне не хватает знаний, чтобы оценить глубину замысла с позиций физики....
Короче, я воспринял новость, как фейк, сработанный американцами, для того, чтобы затормозить в мире продажи китайского оборудования G5 сегодня обещанием светлого и высокотехнологичного завтра.
Абсолютно серьезно. Ребята объединили два эффекта используемых уже больше 10 лет + новый способ создания ОАМ луча, в устройство способное мультиплексировать "искривлённый" лазерный источник, что позволяет (в теории) неограниченно увеличить количество каналов передаваемых через оптический носитель (какой не оговаривается, суть абсолютно не в этом, но разумно предположить что первая цель это световоды и внутрисистемный обмен данными).
Почему это дико интересно для сетей 5G/6G тоже очевидно, потому что их развитие подразумевает взрывной рост используемых каналов и объема обмена данными, который текущая инфраструктура будет неспособна уже скоро обеспечивать.
То есть китайцы сейчас вбухивают адские деньги в прокладку дополнительной оптики к станциям, а на базе этой разработки приедут парни и сделают upgrade маршрутному железу и вуаля, вы получили совершенно новые возможности на прежней инфраструктуре. И Г.З. "Так и не узнает какой" круговорот его "творчество" крутит по каналу, возможно из-за того что будет копать траншеи ;))
То есть здесь (упрощённо) заменил излучатель/приёмник + модулятор и получите счастье ;)
P.S. А универ Беркли это совершенно уникальная вещь, приходилось гулять по их территории


_STRANNIK27.02.21 00:31
Сам принцип далеко не нов - Ссылка
Основной цимус - в создании авторами конкретной/компактной его реализации в виде топологии на подложке...
SergeiS27.02.21 01:00
> _STRANNIK ...Основной цимус - в создании авторами конкретной/компактной его реализации в виде топологии на подложке...
Дополню, в совмещении коммерчески пригодного источника ОАМ луча и его оригинального модулятора, все в очень компактной форме.
Но вот за антенны больше распространяться не буду, у меня всегда были проблемы с восприятием их теории в этих диапазонах ;)
Многие работают в этом конкретном направлении, вот в частности хороший материал по китайско-японской работе Ссылка но, похоже, тут Беркли рванул вперёд очень далеко.

P.S. По идее, это изобретение также способно дать скачок качеству голограммной видеокартинки(в качестве несущего сигнала в этом устройстве фактически используется голограммный образ)... там были сходные, основные проблемы, насколько осело в памяти: мощность излучателя и пропускная способность канала.
Главный Злодей27.02.21 19:10
Только каждый день сидим и ручками теребим аппаратики, гении анженерной американской (изначально) мысли.
Что ж вы, сударь, про "изначально"-то оговорились стыдливо? Поди, и сами сообразили, что без оной оговорки ваш перл в 2021-м году звучит как-то уж совсем клинически?

а на базе этой разработки приедут парни и
будут высокохудожественно махать руками и делать впаривательные презентации, выпрашивая финансирование под обещания светлого будущего, но будут закономерно посланы. Хотя с хохлов, может и стрясут, как с гиперлупом стрясли.
mcf28.02.21 10:48
Ятак понял это изобретение сугубо для оптоволокна.
Тогда при чем тут 5G или 6G, которые по определению без кабелей ?
Alanv28.02.21 11:37
> mcf
Ятак понял это изобретение сугубо для оптоволокна.
Тогда при чем тут 5G или 6G, которые по определению без кабелей ?
Вообще "без каких-нибудь кабелей" ничего никогда не будет. Даже сейчас оптомодемы не встраивают в каждый компьютер.
Не конкретно для 5G, а просто 5G в массовом промышленном применении на порядки увеличит потоки данных и по Земле между ЦОДами, базами, облаками, самими станциями сотовой связи. И все они легко станут "бутылочным горлышком".
Собственно говоря, нынешнее широчайшее распространение Инета сильно обязано вообще передаче по оптике. Иначе каналы бы давно захлебнулись. Но теперь и она без модернизации начинает подходить к пределу. И тут надо либо 100 кабелей укладывать, либо как-то уплотнять передачу по одному...
Аяврик28.02.21 14:52
2 SergeiS, EE

-- Снимаю шляпу перед парнями из Беркли!

Опять с готовностью "челом бью"?!
8-D

Эта готовность "подхрюкнуть" умиляет - не дожидаясь результата в натуре

То снимали шляпу перед прорывом дкмократии в Армении - и ставили прихода к власти Пашиняна в пример почему-то российскому электорату, а не своим согражданам, теперь вот "от восторга прыгаете" (с) от услышанного звона про "американских парней из Беркли"....

...почему бы не учиться сдерживать проявления щенячьего восторга раньше времени и не вырабатывать нордическую выдержку, чтоб считать цыплят по осени (по реальным результатам и итогам)?

;-))
English
Архив
Форум

 Наши публикациивсе статьи rss

» Памяти Фывы
» Последний искренний сталинист
» C 8 Марта, драгоценные женщины!
» С днем защитника Отечества!
» Фонды правят миром
» Ответ на главный вопрос жизни, вселенной и всего такого. Или 42.
» Дзюдоист Путин и его дворец в Геленджике.
» Алексей Навальный: История превратилась в фарс
» С Новым Годом!

 Новостивсе статьи rss

» Красноярский экономический форум - ключевая деловая площадка Сибири
» Эрдоган поддержал "Крымскую платформу"
» Минобороны России рассекретило часть документов о первых космонавтах
» Круги WADA: Там, под флагом чужим, мы — как гость нежеланный
» Новый самолет Ил-96-300 совершил первый испытательный полет
» Канцлер Австрии рассказал об итогах переговоров с Россией о «Спутнике V»
» Турецкая компания подтвердила сделку с Украиной по беспилотникам
» Южная Корея представила собственный истребитель KF-21

 Репортаживсе статьи rss

» Навстречу юбилею: как зарождалась космическая программа СССР
» Инфляция снова стала проблемой России
» Как Мустафа Джемилев и казанские этнократы вырастили «крымскую элиту»
» Глава Роснедр: Извлекаемых запасов нефти России хватит на 58 лет
» Обзор Аравийского п-ва: чего хотят США от Саудии; как «хуситы» выставили ОАЭ из Йемена; зачем Абу-Даби отправил спецгруппу в Ирак; и многое другое за февраль-март 2021
» Как русские дипломаты превратили военные неудачи в триумф
» Донбасс может остаться без миссии ОБСЕ
» К 2025 году Сахалинская область намерена достичь углеродной нейтральности

 Комментариивсе статьи rss

» Китай и Россия запускают «экономику глобального сопротивления»
» Россия и Европа: «правый поворот» или «левый тупик»?
» Эстонцы приравняли себя к неграм
» Как получилось, что организаторам геноцида в Руанде удалось скрыться
» Гореотумизм. Почему у них почётно презирать Родину
» Почему в Прибалтике переворачивается представление о жизни в СССР
» Что помешало русскому изобретателю создать первый самолет в мире
» Handelsblatt (Германия): России и Германии следовало бы сотрудничать в области утилизации ядерных отходов

 Аналитикавсе статьи rss

» Альянс на четверть века: ось Пекин — Тегеран подрывает американские санкции
» Foreign Policy (США): без морских перевозок мировая экономика пойдет ко дну
» «Новые санкции едва ли оставят даже выбоину на крепости под названием Россия»: западные СМИ
» Откуда и куда пошла российская коррупция
» Только мобилизационные проекты могут обеспечить технологическое лидерство и выживание
» Какая роль уготована Египту в новых геополитических реалиях на Ближнем Востоке?
» Будущее Китая в перспективе ближайшего десятилетия
» Цифровой суверенитет и цифровая повестка ЕАЭС
 
мобильная версия Сайт основан Натальей Лаваль в 2006 году © 2006-2020 Inca Group "War and Peace"