Luz pode levar 100 vezes mais informações nas fibras ópticas

Redação do Site Inovação Tecnológica -  21/06/2016

Exemplos dos padrões gerados no feixe de luz - são 100 ao todo, codificados usando hologramas traçados em um cristal líquido (esquerda). [Imagem: Abderrahmen Trichili et al. - 10.1038/srep27674]

Padrões de informações

Pesquisadores conseguiram embutir exatos 100 padrões diferentes em um feixe de luz do tipo usado em comunicações ópticas, o que significa que a largura de banda das redes de fibras ópticas atuais pode ser multiplicada por 100 vezes sem nenhuma modificação nas redes.

Os experimentos pioneiros foram feitos pelo estudante Abderrahmen Trichili, da Tunísia, enquanto participava de um curso na Universidade de Wits, na África do Sul.

Os sistemas de comunicações por fibras ópticas codificam os dados na luz modulando a amplitude, fase, polarização, cor e frequência da luz usada para a transmissão. Apesar de todas essas possibilidades, o crescimento da demanda tem colocado cada vez mais próximo o atingimento do limite das redes atuais.

Mas a luz também tem um "padrão" - a distribuição da intensidade da luz, ou seja, como ela aparece ao incidir sobre uma tela ou ser captada pelo sensor de uma câmera.

Como esses padrões são únicos, eles podem ser usados para codificar informações. Assim, o padrão 1 pode levar informações do canal 1, o padrão 2 leva as informações do canal 2 e assim por diante. O que isso significa é que a largura de banda pode ser multiplicada pelo exato número de padrões de luz que for possível usar.

Imagem de um cubo mágico, conforme ela foi transmitida e recebida. [Imagem: Wits University]

Hologramas digitais

Mesmo os mais modernos sistemas de comunicações ópticas usam apenas um padrão, sobretudo pelas dificuldades técnicas de como codificar as informações nesses padrões de luz e como obter as informações de volta no destino.

Abderrahmen Trichili resolveu o desafio usando hologramas digitais traçados em uma pequena tela de cristal líquido, que permitiu obter um holograma codificado com mais de 100 padrões em várias cores - são 100 hologramas individuais combinados em um holograma definitivo, pronto para transmissão e facilmente decodificado no destino.

Outro feito significativo foi ajustar cada holograma individual para corrigir as aberrações ópticas devido à diferença de cor, ao desalinhamento angular e todas as demais variáveis envolvidas. O experimento apresentou uma pequena taxa de erro, que a equipe espera superar com aprimoramentos no aparato utilizado.

A próxima etapa será levar o aparato para fora do laboratório e demonstrar que a tecnologia funciona em condições reais de aplicação.

Bibliografia:

Optical communication beyond orbital angular momentum
Abderrahmen Trichili, Carmelo Rosales-Guzmán, Angela Dudley, Bienvenu Ndagano, Amine Ben Salem, Mourad Zghal, Andrew Forbes
Nature Scientific Reports
Vol.: 6, Article number: 27674
DOI: 10.1038/srep27674