美國(guó)的一個(gè)科研小組發(fā)表在6月27日《科學(xué)》雜志上的最新研究成果顯示，通過(guò)不同形狀的扭曲光束來(lái)編碼信息,，可以提高互聯(lián)網(wǎng)“信息高速公路”的承載能力,，從而有效地緩解網(wǎng)絡(luò)擁堵。

互聯(lián)網(wǎng)流量正在呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng),，研究人員也一直在設(shè)法提升光纖電纜的通信容量。過(guò)去20年來(lái)使用的一個(gè)成功方法,，基本上是依靠增加更多的“車(chē)道”,，也就是用不同的顏色或波長(zhǎng)來(lái)傳輸不同的信號(hào)。但就像在真正的高速公路上一樣,，“車(chē)道”雖然多了,，每一條的寬度卻變得更窄，因而數(shù)據(jù)流也只能混雜在一起,。

從前幾年開(kāi)始,，就有多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在嘗試通過(guò)光束的形狀來(lái)為信息編碼，以此緩解網(wǎng)絡(luò)交通堵塞,，該技術(shù)利用到了被稱(chēng)為軌道角動(dòng)量的光屬性,。目前，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)是利用直向傳播的光束來(lái)傳送的,，但特定的濾波器可以使光束在行進(jìn)過(guò)程中發(fā)生不同程度的扭曲,。不過(guò)，利用這種效應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)效果不甚理想：不同形狀的光束在前進(jìn)不到1米的距離后,，往往就相互混雜了,。

但現(xiàn)在，美國(guó)波士頓大學(xué)和南加州大學(xué)的研究人員合作,，找到了一種方法使不同形狀的光束分開(kāi)行進(jìn),，傳送距離達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的1.1公里。

實(shí)驗(yàn)中,，研究人員設(shè)計(jì)并建造了一條1.1公里長(zhǎng)的玻璃電纜,，其橫截面有不同的折射率（用于衡量光線(xiàn)在特定介質(zhì)中行進(jìn)速度有多快）。然后,，他們沿著電纜分別發(fā)送了曲折的和直向的光束,。

該研究小組發(fā)現(xiàn)，光輸出和輸入能夠相匹配,，表明各種形狀的光束并沒(méi)有出現(xiàn)混雜,。不同的折射率明顯只影響某一種形狀的光束,，因此，這些不同形狀的光束在電纜中是以不同的速度前進(jìn)的,。“這意味著我們可以讓它們保持分離,。”研究小組負(fù)責(zé)人、波士頓大學(xué)電氣工程師賽達(dá)斯·拉瑪錢(qián)德蘭說(shuō),。

研究人員利用沿順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)较虺什煌で鹊墓馐M(jìn)行了多次測(cè)試,，發(fā)現(xiàn)大約有10種不同形狀的光束可被用來(lái)傳遞信息。這個(gè)結(jié)果令人振奮,，因?yàn)槊恳粋€(gè)形狀都可能預(yù)示著“信息高速公路”上的交通有望達(dá)到一個(gè)全新的水平,。在此基礎(chǔ)之上，再將數(shù)據(jù)流按照不同顏色進(jìn)一步劃分為狹窄的“車(chē)道”,，從而能使流量最大化,。

不過(guò)，要將實(shí)驗(yàn)室成果應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)世界還需要時(shí)間,，部分原因在于目前的互聯(lián)網(wǎng)電纜只輸送直向光束,。拉馬錢(qián)德蘭說(shuō)，一個(gè)更直接的目標(biāo),，可能是在臉譜等一些大型網(wǎng)絡(luò)公司所使用的服務(wù)器群的服務(wù)器之間,，安裝能夠短距離傳送扭曲光束的電纜。

英國(guó)格拉斯哥大學(xué)物理學(xué)家邁爾斯·帕吉特看好這一技術(shù)的應(yīng)用潛力,。“更多的帶寬意味著有一天我們將可以在同一時(shí)間使用Skype進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通話(huà),。”他說(shuō)。