تقنية جديدة للألياف البصرية

تطور هام في عرض النطاق الترددي للانترنت:
تقنية الألياف البصرية الجديدة استطاعت تخفيف احتقان الانترنت

بسبب الطلب المتزايد على الانترنت و بفعل الضغط الكبير على مجال عرض نطاق تبادل المعلومات،وضع فريق من المهندسين تكنولوجيا الألياف البصرية الجديدة التي تبشر بزيادة مدى بيانات النطاق الترددي للانترنت بشكل كبير.

ففي العديد المنشور بتاريخ 28 حزيران من مجلة Science، تم وصف تقنية جديدة لإطلاق أشعة الليزر، تدعى الدوامات البصرية، و التي تماثل مسارها شكل كعكة الدوناة، حيث تأخذ أشعة الليزر منحى دوراني يشبه الإعصار في مسارها بدلاً من المنحى المستقيم.

و قد درست تقنية الدوامات البصرية على نحو واسع في العلوم الحيوية، و الفيزياء الذرية، و الفيزياء الكمومية، و كان يعتقد أنها ستكون غير مستقرة في الألياف البصرية، حتى قام أستاذ هندسة الـ BU (سيدارث راماشاندران) و آلان ويلنر بتصميم الألياف البصرية التي يمكن أن تنشر هذه الدوامات البصرية و بصورة مستقرة.

ففي المقال المنشور، وضح سيدارث راماشاندران و آلان ويلنر من جامعة كاليفورنيا الجنوبية (USC ) ” نستطيع أن نظهر ليس فقط استقرار الحزم في الألياف البصرية بل وقدرتها على تعزيز عرض النطاق الترددي للإنترنت أيضا”.

يقول راماشاندران: “لعدة عقود منذ أن تم نشر الألياف البصرية و الإفتراض التقليدي أن الأشعة المحمولة لـ OAM غير مستقرة بطبيعتها في الألياف”
و أضاف “اكتشافنا من فئات التصميم المستقرة, له آثار عميقة على مجموعة متنوعة من المجالات العلمية والتكنولوجية التي استغلت خصائص فريدة من OAM الحامل للضوء بما في ذلك استخدام هذه الحزم لتعزيز سعة البيانات في الألياف”.

و يوضح آلان ويلنر أستاذ الهندسة الكهربائية في كلية Viterbi في جامعة كاليفورنيا الجنوبية:”ألياف سيدارث تمثل ابتكار فريد وقيم. وكان العمل معا رائعا لنبرهن على وجود رابط نقل قدرات التيرابت في الثانية”.

وقد تعاون راماشاندران و ويلنر مع OFS-Fitel شركة ألياف بصرية في الدانمرك، ومع جامعة تل أبيب، و حصلا على تمويل من وكالة مشاريع أبحاث الدفاع المتقدمة، وهذه التكنولوجيا الجديدة يمكن ألا تأتي في وقت أفضل باعتبارها واحدة من الاستراتيجيات الرئيسية لزيادة عرض النطاق الترددي للإنترنت الذي يعمل داخل العديد من العوائق، كالطلب المتزايد بسرعة هائلة على اجهزة الاجهزة الخلوية على الانترنت.

بصورة تقليدية، تم تحسين زيادة عرض النطاق الترددي عبر زيادة عدد الألوان، أو الأطوال الموجية، لناقل بيانات يعمل بأشعة الليزر -بشكل أساسي تيارات من البيانات مكونة من واحدات و أصفار – حيث ترسل عبر ليف بصري، و يتم معالجة الإشارات وفقاً للألوان.

تقنية زيادة عدد الألوان عملت بشكل جيد منذ بداية التسعينات عندما عُرفَت الطريقة، الآن هذا العدد قد وصل إلى الحدود المادية.

ظهرت إستراتيجية جديدة لتعزيز عرض النطاق الترددي وهي إرسال الضوء من خلال الألياف على طول مسارات أو وسائط متميزة،إن نهج راماشاندران و ويلنر يجمع بين كل من استراتيجيات تعبئة العديد من الألوان في كل صيغة واستخدام وسائط متعددة خلافا لما حدث في الألياف التقليدية.

يمكن لأنماط OAM في هذه الألياف المصصمة خصيصا تحمل تدفقات البيانات عبر الألياف البصرية في حين تبقى منفصلة في الطرف المتلقّي.

في التجارب التي تظهرها مجلة ساينس, أنشأ راماشاندران ليف OAM بأربعة أنماط (الألياف البصرية لديها عادة اثنين)، ويحمل كل منها ذاكرة تخزين للبيانات من نهاية أحد الألياف إلى الأخر على عكس الألوان، ومع ذلك فإن تيارات البيانات من الواحدات والأصفار من وسائط مختلفة تندمج مع بعضها محددة مصدر البيانات الذي يتطلب خوارزميات معالجة الإشارة الرقمية المكثفة حسابيا والمتعطشة للطاقة.

أظهر هو و ويلنر أنه لكل نمط OAM يمكنهم إرسال بيانات خلال ليف طوله 1 كيلومتر بعشرة ألوان مختلفة مما أدى إلى نقل 1.6 تيرا بيت في الثانية مما يعادل نقل ثماني أقراص DVD من نمط Blue-Ray و ذلك في كل ثانية.

ترجمة: مجد وهبي
مراجعة: ماريو رحال

المصدر:
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/06/130627142406.htm