光的模式為光通信中的大型編碼字母表帶來了巨大的希望，不過它們?nèi)菀桩a(chǎn)生失真，例如在大氣湍流或彎曲的光纖中，使其傳輸受到了阻礙。

現(xiàn)在，威特沃特斯蘭德大學(xué)（Wits）的研究人員概述了一種新的光通信協(xié)議，該協(xié)議利用光的空間模式進(jìn)行多維編碼，不需要識別模式，從而克服了噪聲信道中模態(tài)失真的先驗限制。其結(jié)果是一種新的編碼技術(shù)，即在湍流大氣中幾乎無噪聲地發(fā)送50多種矢量光模式，為高比特率光通信開辟了一條新途徑。

結(jié)構(gòu)光的新研究表明，研究人員可以利用光的許多模式作為編碼字母表，而不用擔(dān)心通道的噪聲。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《激光與光子學(xué)評論》（ Laser & Photonics Reviews）上，他們使用矢量光的一種新的不變特性來編碼信息。該團(tuán)隊稱之為“矢量”的這個量從0到1不等，在通過有噪聲的通道時保持不變。

與傳統(tǒng)的振幅調(diào)制0或1（只有兩個字母的字母表）不同，該團(tuán)隊使用不變性將0到1的矢量范圍劃分為50個字母的50多個部分（0、0.02、0.04等，最多1個）。由于發(fā)送信息的信道不會使矢量失真，因此發(fā)送方和接收方將始終在值上達(dá)成一致，從而實(shí)現(xiàn)無噪聲信息傳輸。

該團(tuán)隊克服的關(guān)鍵障礙是以不需要“識別”的方式使用光的模式，這樣就可以忽略噪聲通道的自然失真。相反，不變量只是在專門的測量中“相加”了光，揭示了一個根本看不到失真的量。

金山物理學(xué)院的安德魯福布斯（Andrew Forbes）教授說：“這是一個非常令人興奮的進(jìn)步，因為我們終于可以利用光的許多模式作為編碼字母表，而不用擔(dān)心通道的噪聲有多大。事實(shí)上，字母表有多大的唯一限制是檢測器有多好，而且完全不受通道噪聲的影響�！�

主要作者和博士候選人Keshaan Singh補(bǔ)充道：“創(chuàng)建和檢測矢量調(diào)制只需要傳統(tǒng)的通信技術(shù)，使我們的基于模式的協(xié)議能夠立即部署在現(xiàn)實(shí)世界中。”

該團(tuán)隊已經(jīng)開始在光纖和自由空間的快速鏈路中進(jìn)行演示，并相信該方法可以在其他噪聲信道中工作，包括在水下。

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