.
Os padrões de luz são uma grande promessa para um grande alfabeto de codificação em comunicações ópticas, mas o progresso é prejudicado por sua suscetibilidade à distorção, como na turbulência atmosférica ou na fibra óptica dobrada. Agora, pesquisadores da Universidade de Witwatersrand (Wits) delinearam um novo protocolo de comunicação óptica que explora padrões espaciais de luz para codificação multidimensional de uma maneira que não exige que os padrões sejam reconhecidos, superando assim a limitação anterior da distorção modal em canais ruidosos. O resultado é uma nova codificação de última geração de mais de 50 padrões vetoriais de luz enviados virtualmente sem ruído através de uma atmosfera turbulenta, abrindo uma nova abordagem para a comunicação óptica de alta taxa de bits.
Publicado esta semana em Críticas sobre laser e fotônica, a equipe Wits do Laboratório de Luz Estruturada da Wits School of Physics usou uma nova propriedade invariante da luz vetorial para codificar informações. Essa quantidade, que a equipe chama de “vetorialidade”, escala de 0 a 1 e permanece inalterada ao passar por um canal ruidoso. Ao contrário da modulação de amplitude tradicional que é 0 ou 1 (apenas um alfabeto de duas letras), a equipe usou a invariância para particionar a faixa de vetoridade de 0 a 1 em mais de 50 partes (0, 0,02, 0,04 e assim por diante até 1) para um alfabeto de 50 letras. Como o canal pelo qual as informações são enviadas não distorce a vetoridade, tanto o emissor quanto o recebido sempre concordarão com o valor, portanto, a transferência de informações sem ruído.
O obstáculo crítico que a equipe superou é usar padrões de luz de uma maneira que não exija que eles sejam “reconhecidos”, de modo que a distorção natural de canais ruidosos possa ser ignorada. Em vez disso, a quantidade invariante apenas “acrescenta” a luz em medições especializadas, revelando uma quantidade que não percebe a distorção.
“Este é um avanço muito empolgante porque podemos finalmente explorar os muitos padrões de luz como um alfabeto de codificação sem nos preocupar com o ruído do canal”, diz o professor Andrew Forbes, da Wits School of Physics. “Na verdade, o único limite para o tamanho do alfabeto é o quão bons são os detectores e não são influenciados pelo ruído do canal.”
O autor principal e candidato a PhD Keshaan Singh acrescenta: “Criar e detectar a modulação de vetoridade requer nada mais do que tecnologia de comunicação convencional, permitindo que nosso protocolo baseado em modal (padrão) seja implantado imediatamente em configurações do mundo real”.
A equipe já iniciou demonstrações em fibra óptica e em links rápidos no espaço livre, e acredita que a abordagem pode funcionar em outros canais ruidosos, inclusive debaixo d’água.
.
