Ёмкость каналов оптических линий связи определяется множеством факторов — от длин волн и фаз до поляризации света. На протяжении десятилетий учёные шаг за шагом внедряли новые методы передачи и кодирования фотонов, чтобы расширить пропускную способность таких систем. Теперь же сделанное открытие обещает многократно увеличить ёмкость оптоволоконных каналов, что особенно актуально для платформ искусственного интеллекта и центров обработки данных.

Источник изображения: University of Melbourne

В качестве основы для исследования влияния на фотоны различных сил с целью возможного кодирования информации, учёные из Мельбурнского университета (Австралия) и их коллеги из Университета Ханьян (Южная Корея) изучили сцепки двумерных материалов типа графена. Такие материалы могут достаточно сильно слипаться друг с другом за счёт так называемых сил Ван-дер-Ваальса. Они слабее атомного взаимодействия, но достаточно сильны, чтобы надёжно удерживать слоистые материалы друг с другом, ведь эти же силы удерживают даже куда более крупных пауков, свободно бегающих по потолку.

Сводная команда учёных открыла новый способ создавать «световые завихрения», или спиралевидные водовороты света, с помощью вещества, удерживаемого вместе с помощью этой силы. Это может привести к повышению скорости, доступности и безопасности оптических систем обмена данными которая использует оптические волокна для передачи света на большие расстояния.

«Благодаря спиральной структуре световые вихри создают дополнительное измерение для кодирования информации. Подобно созданию дополнительных полос на магистрали для передачи данных, это позволит одновременно передавать больше информации», — объяснили учёные.

«Мы обнаружили, что когда свет с круговой поляризацией, в котором все световые частицы (фотоны) вращаются в одном направлении, попадает в материал с ван-дер-ваальсовыми силами, направление его вращения меняется, и он приобретает спиралевидную форму, превращаясь в оптический вихрь, или световой водоворот». И этот результат впервые получен экспериментально.

По оценкам учёных, технология позволит реализовать многобитовое кодирование каждого фотона в зависимости от направления его вращения или других характеристик, что может повысить ёмкость оптоволоконных каналов связи до 50 раз.

«Наш подход открывает путь к созданию миниатюрных устройств размером с чип, которые смогут значительно увеличить пропускную способность оптических сетей. Это крайне важно для отрасли и создаёт предпосылки для появления более компактных, дешёвых и масштабируемых решений, применимых в том числе в спутниковых системах связи», — резюмировали учёные.

Источник изображения: camilo jimenez / Unsplash

Ранее глава Минцифры Максут Шадаев говорил, что министерство уже согласовало с операторами связи техническую схему предоставления доступа к мобильному интернету в периоды его отключения из-за угроз безопасности. По словам министра, система будет использовать «капчу» для определения того, что пользователь не является ботом, а также «белый список» основных сервисов, куда войдут маркетплейсы, сервисы такси, доставки и др. В дополнение к этому планируется блокировать иностранные SIM-карты на «период охлаждения» продолжительностью в пять часов с момента пересечения границы РФ.

В компании «Флай Дрон» нашли обоснование необходимости введения «периода охлаждения». «Значительное количество дронов, атакующих РФ, имеют встроенные в органы управления SIM-карты, и после подключения к интернету оператором вручную осуществляется наведение беспилотника на цель. Период охлаждения сделает данную схему атак нерабочей», — сообщил заместитель директора «Флай Дрон» Александр Кравченко.

Разработанная Минцифры система будет задействовать технологию Deep Packet Inspection (DPI), т.е. глубокий анализ трафика. «Будет стоять запрет на передачу данных по всем протоколам и портам, кроме определённого списка», — сообщил осведомлённый источник на рынке. Он также напомнил, что с помощью DPI можно анализировать передаваемую информацию и различать типы трафика. В Минцифры подтвердили намерение запустить новую схему работы мобильного интернета «сразу после согласования со всеми профильными ведомствами и службами». «Порядок формирования списка доступных сервисов также согласуется с профильными ведомствами», — добавил представитель министерства.

С технической точки зрения операторы связи готовы к обеспечению работы подобной схемы. На прошлой неделе представитель Tele 2 сообщил, что компания протестировала возможность доступа в интернет в режиме ограничений. По данным источника, разработано несколько вариантов использования интернета в условиях ограничений, одним из которых является «полноценный доступ к передаче данных через капчу». Критерии проверки пользователя не позволят задействовать автоматизированные средства и включают в себя разные этапы, в том числе недопущение роботизированного ввода данных, необходимость нахождения на территории РФ и защита от смены устройства.

В «Вымпелкоме» (бренд «Билайн») заявили о том, что компания уже протестировала решение для обеспечения доступа в интернет в условиях ограничений на базе «белого списка» сервисов. «Этот подход обеспечивает абонентам беспрепятственный доступ к ключевым и повседневным сервисам, в то время как остальные ресурсы остаются ограниченными», — сообщил представитель компании. Он также отметил, что их решение не требует каких-то дополнительных действий со стороны абонентов.