インターネットのバックボーンの容量拡大を永遠に追求する科学者たちは、MIMOのような技術と、光信号を「ねじる」というより珍しい技術を組み合わせるというアイデアを思いつきました。
光学研究者は以前から、マルチモード光ファイバー内で光がとる複数の経路が多重化に利用できるはずだと認識していた。これは、複数の経路を使用して電波の伝送容量を拡大できるのと同じである。
問題は、WiFi ルーターのマルチ入力、マルチ出力 (MIMO) アンテナとは異なり、ファイバー内の複数のパスが非常に接近しているため、互いを区別するのが難しいことです。
現在、南カリフォルニア大学のハオ・ホアンとアラン・ウィルナーが率いる研究者グループは、異なるモードのビームに「ねじれ」を加えることで、さまざまなマルチモード空間モードを解明した。
彼らの研究は、 Nature のオープンアクセスジャーナルScientific Reportsに掲載されています。
この「ねじれ」により、論文で「モード ソーター」と呼ばれるものが作成され、マルチモード ファイバーを使用したリンクで、同じ波長の複数の信号を多重化および多重分離できるようになります。
軌道角運動量（OAM）で符号化された2つの信号を区別するために研究者が必要とするのは、2つのカスタム屈折素子（AとB）だけです。出典：Scientific Reports
研究者らは、OAM を使用してファイバー内の異なる経路をたどる 2 つの信号を区別することで、カスケード接続されたビームスプリッターを必要とせずに信号を分離することも可能になったと考えています。
実験では、2 つの 20 Gbps QPSK 信号を 5 km の光ファイバー リンク上の各データ チャネルで伝送し、正常に取得できることが示されました。
各ビームスプリッターによって課される挿入損失により、モードベースの多重化で使用できる異なるモードの数が制限されます。
研究者らは、チャネル間のクロストークを抑えるために、デジタル信号処理に MIMO 技術も使用し、 1.5 dB 未満の電力損失で2 x 10 -3のビット エラー レートを達成しました。
Nature のオープンアクセスScientific Reportsで発表された研究は、OAM (別名「ねじれ光」) とマルチモード光ファイバーの組み合わせがこの課題の解決に役立つことを示唆しています。®
