解码光纤数据传输新模式 多元传输引爆通讯革命

全球的数据传输境况就好像美国洛杉矶通勤的翻版，拥堵不堪。当今数据传输最拥堵的地段要数脸谱、亚马逊以及谷歌等大型公司的数据中心了。

它们必须接纳海量信息，储存服务器也在满负荷运转，并且需要分拣出客户最需要的信息。虽然这些数据是通过光纤传输的，但在数据中心，由于数据传输量成倍地增长，人们已经能感觉到传输速度变慢了。

现在，研究者构建了一种能够以全新方式编码数据的光纤数据传输新模式，通过这种方式，光波能够螺旋传播。与此同时，通过搭配使用更常规的填充额外数据的传输模式，新模式的数据传输率将获得极大提高。

光束穿过全息图会被螺旋化

美国哥伦比亚大学电机工程师Keren Bergman说：“螺旋状传输令人印象深刻，使我感到兴奋不已。”科学家于上世纪90年代证明：如果将不同的数据流编译成不同的颜色或者波长，那么在同一根光纤上同时传输多个数据是可行的。Bergman注意到，在此之后，电信公司极大地提高了数据带宽。

当今，通过利用波分复用技术，只需要一根光纤就可以同时传输数百个不同的数据流。电信供应商还利用光的极化以及光波的高度与宽度来编译数据。总而言之，与30年前相比，光纤的数据传输速度是当时的1万倍。充分利用光的轨道角动量（OAM）的新编码技术，“是一次类似的突破。”Bergman说。

与其他的光属性相比，OAM难以用肉眼去捕捉。传统光纤内的光看上去与手电筒打出的光束一样：中心更密集，边缘较稀疏。但当光穿过全息图时，研究者可以迫使每个独立的光子以螺旋状的方式传输。不同的全息图决定着在既定的传输距离内，有多少光子可以被螺旋化。

另外光束扭曲程度的不同决定了每个既定部分的光的独特模式，例如可以是集中在中心的一个光点，也可以是像靶心一般围成一圈。通过OAM模式编译、以不同的螺旋化程度或“模型”传输的光子，即使同时传输，也能够在数据流的传输过程中避免相互干扰。