Segnali immortali promettono video perfetto sul web

Segnali immortali promettono video perfetto sul web5.7103

Il problema

Un filmato perfettamente fluido, senza scatti e distorsioni, portato sullo schermo dalla connessione della vostra banda larga, potrebbe sembrare tanto improbabile quanto la scoperta dell’elisir della giovinezza. Invece una squadra di ingegneri ottici pensano di aver trovato tutti e due i segreti. Sono riusciti a mettere a punto un modo per “rivitalizzare” i segnali luminosi che viaggiano nelle fibre ottiche, abilitandoli a portare con se piu’ dati che mai.

Le applicazioni di video streaming, perennemente affamate di larghezza di banda, suggeriscono cambiamenti nelle modalita’ con cui l’informazione viene trasmessa lungo la rete di fibre ottiche. Convenzionalmente, i dati vengono mandati nella forma di serie di impulsi luminosi, ossia un fascio di luce intermittente ove ogni accensione porta con se un singolo bit. Piu’ dati possono potenzialmente essere introdotti in un fascio modificando la fase di ogni impulso in una maniera misurabile. Ancora piu’ capacita’ transmissiva puo’ essere raggiunta utilizzando luce a diversi livelli di intensita’, “un’ordine di grandezza” potenzialmente piu’ alto di quello che abbiamo oggi, secondo David Richardson dall’Universita’ di Southampton, GB.

Purtroppo i segnali di luce che interagiscono con la fibra subiscono una distorsione graduale – un processo conosciuto come attenuazione. Tanto piu’ complesso e’ il segnale, tanto piu’ difficilmente viene decodificato dopo il degrado subito. Abbiamo bisogno di un processo che possa invertire le perdite di informazione e ricreare il segnale originale, dice Richardson. Qui abbiamo sviluppato proprio questo.

La miscela

Il loro dispositivo crea una copia del segnale attenuato ricevuto e lo aggiunge ad un fascio laser all’interno di fibre ottiche di lunghezza appositamente progettata. Questo procedimento genera due segnali forti aggiuntivi che sono perfettamente in fase con il segnale primario, uno di frequenza appena maggiore e l’altro – appena minore. Questi segnali agiscono come delle impalcature che, dopo l’interazione con una seconda copia del segnale iniziale all’interno di una seconda fibra, rimuovono il rumore e generano una versione pura.

La squadra ha dimostrato questa tecnica utilizzando segnali a 40 gigabit al secondo, ma Richardson dice che si possono trattare anche segnali a velocita’ superiori.

Sistemi similari sono stati progettati anche prima, ma solo in “un ambiente altamente controllato, dove la frequenza e la fase del segnale subentrante si conoscono a priori”, dice Richardson. Il nuovo congegno puo’ ricostruire il segnale in arrivo senza disporre di queste informazioni – uno scenario piu’ probabile nella quotidianita’.

Approccio sfasato

La versione corrente funziona con segnali relativamente semplici in cui i dati sono codificati all’interno di una delle due fasi disponibili dei fasci luminosi – le cosi dette “Chiavi Binarie Sfasate” (“binary phase-shifted keys” – PSK).

“L’obiettivo di maggior interesse per noi e’ di estendere l’approccio che funzioni con segnali piu’ complessi come i PSK quadri”, che riescono a codificare piu’ informazioni nella fase, secondo Richardson.

Una squadra condotta da Guifang Li, all’University of Central Florida in Orlando, ha dimostrato le funzioni di componenti del dispositivo separatamente, senza combinarli in un sistema autonomo. Lui afferma che “i risultati ottenuti sono impressionanti”.

referenze: Nature Photonics, DOI: 10.1038/nphoton.2010.203