Mevcut fiber optik ağ sınırları zorlanıyor, gelecekte ne yapmalıyız? Schrodinger dalga denklemi yardımcı olmak için
Şu anda, insanlar tarafından kullanılan İnternet verilerinin% 99'undan fazlası fiber optik yoluyla iletiliyor, ancak insanların veri talebi arttıkça, mevcut fiber optik ağ sınıra kadar zorlanıyor. Fiber kapasitesini artırmanın bir yolu, sinyalleri daha yüksek güçte iletmektir, ancak iletim bozulabileceğinden bu genellikle önlenir. Buna yardımcı olmak için, Eindhoven Teknoloji Üniversitesi'ndeki bilim adamları, bu yüksek güçlü veya doğrusal olmayan durumda ışığın optik fiberlerden nasıl yayıldığını daha iyi keşfetmek için yeni bir matematiksel araç geliştirdiler.
Bu yeni araç, veri aktarımı için yeni nesil fiber optik ağların tasarlanmasına yardımcı olabilir ve araştırma sonuçları Nature Communications dergisinde yayınlanır. Günümüzde, tek modlu fiber (SSMF) gibi optik fiberler aracılığıyla büyük miktarda veri iletilmektedir. Veri sinyali genellikle düşük güçlü veya doğrusal bir sistemde taşınır. Bu tür ışığın optik fiberlerde yayılması, kuantum fiziğinin önemli bir unsuru olan Schrödinger dalga denklemi ile iyi bir şekilde modellenebilir. Bununla birlikte, sinyal gücü daha uzun mesafelerde iletmek için arttıkça, doğrusal olmayan etkiler bir sorun haline gelir.
Mevcut matematiksel araçlar sinyal iletimi için güvenilir çözümler sağlayamaz. Bu nedenle, araştırmacılar şu anda doğrusal olmayan bölgede ışığa ne olduğu konusunda çok az anlayışa sahipler. Eindhoven Teknoloji Üniversitesi'nden Vinícius Oliari şunları söyledi: Işık doğrusal olmayan bölgelerden geçtiğinde Tek modlu fiberler gibi optik fiberler durumunda, doğrusal olmama ve dispersiyon etkileriyle mücadele etmek gerekir. Yüksek yoğunluklu ışık, fiberin kırılma indisini değiştirebilir. Bu, kendi kendine faz modülasyonunun doğrusal olmayan etkisidir. Dispersiyon, ışığın fiber içinde hareket ettikçe zamanla yayılmasıdır.Bu, uzun bir mesafede ciddi bir sorun olabilir.
Geleceği yönlendirin
Doğrusal olmayan etkiler aynı zamanda sinyal bant genişliğini de artırır, bu da birçok fiber optik sistemin maliyetini artırabilir. Elektrik Mühendisliği Bölümü'nden Oliari ve Alex Alvarado ve İsveç, Göteborg'daki Chalmers Teknoloji Üniversitesi'nden Erik Agrell, doğrusal olmayan etkilerden etkilenen optik fiberlerde optik sinyallerin yayılmasını doğru bir şekilde tanımlayabilen yeni bir matematiksel model geliştirdiler. Doğrusal olmayan bir mekanizma altında iletilen büyük miktarda veriyi işleyebilen uygun maliyetli ve güvenilir bir alıcı. Bu araştırma modeli, mühendislerin bu mekanizma altında en iyi ekipmanı tasarlamasına yardımcı olabilir.
Model, benzer denklemleri çözmekten başlayarak karmaşık denklemleri çözebilen kanonik pertürbasyon teorisini uygular. Araştırmacılar, modelin doğruluğunu test etmek için 80 kilometrelik optik fibere odaklandı.Eve geniş bant sinyalleri sağlayan pasif optik ağda, fiber optik uzunluğu 20 ila 40 kilometre arasında. Kullanılan amplifikatörler arasındaki tipik mesafe 80 kilometredir. Araştırmacılar, modeli optik fiberlerde ışığın yayılmasını simüle etmek için kullanılan diğer üç modelle karşılaştırdı:
Araştırma modelinin, sinyalin oldukça doğrusal olmayan ve zayıf dağılım etkilerini daha doğru bir şekilde yakaladığı bulunmuştur. Bu modelin uygulaması, düşük dağılım ve 80 kilometreden az fiber uzunluklarıyla sınırlı olsa da, modelin fiber optik ağlar üzerinde derin bir etkisi olabilir. Model, doğrusal olmayan Schrodinger denklemini kullanabilen diğer sistemlere de uygulanabilir. İnsanlar doğrusal olmayan mekanizmaları kullanmaya başlamadan önce, araştırmanın daha iyi anlaşılması gerekiyor.Bu model, bu yönde önemli bir adım!
Brocade Park Araştırma / Gönderen: Eindhoven Teknoloji Üniversitesi
Referans Dergisi "Nature Communications"
DOI: 10.1038 / s41467-020-14503-w
Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
Takip edin Bokeyuan Daha fazlasını görün Damei Universe Science
