Регистрация / Вход
мобильная версия
ВОЙНА и МИР

 Сюжет дня

Британия и Франция подписали соглашение о ядерном сотрудничестве
Европарламент отклонил вотум недоверия фон дер Ляйен
Европарламент потребовал отключить Грузию от банковской системы SWIFT
ЕСПЧ признал Россию ответственной за крушение MH17 в Донбассе
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
» Об универсальных ценностях в политике и политических науках
» С Днем Победы!
» О типологическом сходстве-ловушке либералов, марксистов, масонов. Реплика к войне окололевых против всех
» О советских предателях и немецкой бюрократии
» Марксисты и искусственный "интеллект"
» 8 марта!
» Почему США мирятся с Россией, а Европа хочет воевать?
» С днем защитника Отечества!

 Новостивсе статьи rss

» Николай Патрушев: Порт Диксон должен получить новое развитие
» Постпред США в НАТО считает, что Европа должна взять на себя львиную долю расходов на Украину
» Другие подтянутся: Зеленский раскрутил Германию и Норвегию на закупку Patriot у США
» За американское оружие Украине будет платить НАТО
» Космос в пролете. НАСА лишится свыше 2 тысяч сотрудников из-за политики Трампа
» Макрон заявил о готовности отправить до 50 тысяч военных на Украину
» Сбрасывайте на парашютах: Дуда пригрозил союзникам по НАТО закрыть хаб в Жешуве
» Яд для промышленности ФРГ: немецкий экспорт вновь резко упал

 Репортаживсе статьи rss

» Необыкновенный фашизм
» ЦРУ и МИ-6 погружают Европу в наркокошмар
» Андрей Клепач: рецессии в экономике России не будет
» В Англию ни ногой: корпорации массово покидают Британию
» Разработчик рассказал о возможностях лазерного "лучемета"
» Лукашенко раскрыл шокирующие планы белорусской оппозиции
» "Товарищ" Мамдани, кандидат в мэры Нью-Йорка от социалистов, обещает "покончить с частной собственностью", объявляя конечной целью "захват средств производства"
» Николай Корчунов: Норвегия хорошо заработала на энергокризисе Европы

 Комментариивсе статьи rss

» "Сегодня в Иране, завтра в России": подстрекательский лозунг нынешних головорезов
» О чем договорились на саммите БРИКС в Бразилии. Глобализм 2,0 - версия для бедных
» Ближневосточная трагедия на глазах превратилась в фарс
» Почему иностранные инвесторы бегут из Литвы
» МиГ-35: возвращение… Чансу?
» Америка на пути к войнам будущего: тайны «Отряда-201»
» Никто не уходит: сколько денег Пентагон потратит в Европе в следующем году
» США отказались от разработки ядерного космического двигателя

 Аналитикавсе статьи rss

» Одиссея мировой экономики: Сечин представил ключевой доклад на ПМЭФ-2025
» О расстройствах Мастера Сделок
» ПМЭФ-2025: Лето великого перелома
» Ничего уже не исправить: началась гонка за атомной бомбой
» Трансформация Америки: упущенные возможности и сохраняющиеся альтернативы
»  Америка грозит миру самым страшным
» Режим экономии в США закончился?
» Тарифная война Трампа: всё, что вы хотели узнать о ней, но боялись спросить у рынка облигаций
 
мобильная версия Сайт основан Натальей Лаваль в 2006 году © 2006-2024 Inca Group "War and Peace"