Steeds maar sneller internet is een voortdurende behoefte. Dat kan onder andere door meerdere lichtbundels tegelijk door een glasvezel te versturen. Onderzoek van de University of Southern California laat nu zien dat die lichtbundels ook echt informatie kunnen bevatten en dat ze uit elkaar te halen zijn.
De wereld van de glasvezel is tegelijkertijd simpel en ingewikkeld. Aan de ene kant is het huidige systeem overzichtelijk: een kabel waar één lichtbundel in pulsen doorheen gaat en zo een datastroom van nullen en enen wordt verstuurd. Aan de andere kant werken onderzoekers koortsachtig aan een betere versie: multimodaal glasvezel, waarin verschillende lichtbundels tegelijk kunnen reizen. Dat zou het internet in theorie vele malen sneller moeten maken; twee lichtbundels levert een verdubbeling van de bandbreedte op, vier een verviervoudiging.
In de praktijk blijkt dit soort experimenten echter lastig. Tijdens de reis gaan de lichtbundels als het ware door elkaar lopen, waardoor de informatie aan het einde bijna niet meer te ontcijferen is. Gelukkig is er software waarmee die rotzooi uitgeplozen kan worden. Net als met geluidssignalen lukt het om de twee oorspronkelijke lichtlijnen te ontwaren, mits er wat informatie over de aard van het licht is.
Tollend licht
De onderzoekers hebben nu een specifieke vorm van die lichtverwarring gedemonstreerd. Het gebruiken van de eigenschap orbital angular momentum van lichtbundels (OAM) is één van de kanshebbers voor de toekomst van snel vezelinternet. Bij OAM-lichtstralen maakt het licht niet alleen een golvende beweging, maar ‘tolt’ het ook in het rond als bij een schroef. Tot nu toe wist men echter niet of het uitpluizen van OAM-lichtstralen ook mogelijk was; de onderzoekers laten nu zien dat het kan.
Voorbeelden van het tollende licht met een orbital angular momentum.
'Omdat deze techniek nog relatief nieuw is, weten we niet welke vorm van licht gebruikt moet worden. Daarom proberen wij het nu met OAM-lichtstralen. Zie de verschillende modi van licht als het verschil tussen video en betamax; de toekomst zal uitwijzen wat uiteindelijk het best werkt', vertelt prof. Alan Willner, één van de auteurs van het artikel uit Scientific Reports.
Om deze lichtbundels voor datatransport door glasvezel te gebruiken, is er wel een verandering in de infrastructuur nodig. De huidige kabels zijn precies dik genoeg om één lichtstraal door te laten. 'Dus zouden we nieuwe kabels, die iets dikker zijn, moeten neerleggen. Dat is veel werk, maar de vraag naar snel internet neemt altijd toe', aldus Willner.
De techniek van OAM-licht is overigens niet nieuw. Hij werd al veel gebruikt in beeldtechnologie, maar niet voor communicatie. Daar begonnen Willner en Hao Huang, de hoofdauteur van het artikel, in 2012 mee. Hao: 'Nu hebben we voor het eerst laten zien dat je met meerdere lichtinputs, vier om precies te zijn, nog steeds coherente datastromen kunt krijgen. Het is het begin van de weg naar algemene toepassing van de technologie. In theorie zou je dit met nog veel meer lichtbundels kunnen doen, om het internet vele malen sneller te maken. Het blijft echter ingewikkeld, dus nemen we kleine stappen.'
Lead image credit: Michael Wyszomierski
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.