美國的一個科研小組發(fā)表在6月27日《科學》雜志上的最新研究成果顯示，通過不同形狀的扭曲光束來編碼信息，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)流量正在呈幾何級數(shù)增長，研究人員也一直在設(shè)法提升光纖電纜的通信容量。過去20年來使用的一個成功方法，基本上是依靠增加更多的“車道”，也就是用不同的顏色或波長來傳輸不同的信號。但就像在真正的高速公路上一樣，“車道”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。

從前幾年開始，就有多個研究團隊在嘗試通過光束的形狀來為信息編碼，以此緩解網(wǎng)絡(luò)交通堵塞，該技術(shù)利用到了被稱為軌道角動量的光屬性。目前，網(wǎng)絡(luò)信號是利用直向傳播的光束來傳送的，但特定的濾波器可以使光束在行進過程中發(fā)生不同程度的扭曲。不過，利用這種效應(yīng)進行的實驗效果不甚理想：不同形狀的光束在前進不到1米的距離后，往往就相互混雜了。

但現(xiàn)在，美國波士頓大學和南加州大學的研究人員合作，找到了一種方法使不同形狀的光束分開行進，傳送距離達到了創(chuàng)紀錄的1.1公里。

實驗中，研究人員設(shè)計并建造了一條1.1公里長的玻璃電纜，其橫截面有不同的折射率（用于衡量光線在特定介質(zhì)中行進速度有多快）。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的。“這意味著我們可以讓它們保持分離。”研究小組負責人、波士頓大學電氣工程師賽達斯·拉瑪錢德蘭說。

研究人員利用沿順時針和逆時針方向呈不同扭曲度的光束進行了多次測試，發(fā)現(xiàn)大約有10種不同形狀的光束可被用來傳遞信息。這個結(jié)果令人振奮，因為每一個形狀都可能預示著“信息高速公路”上的交通有望達到一個全新的水平。在此基礎(chǔ)之上，再將數(shù)據(jù)流按照不同顏色進一步劃分為狹窄的“車道”，從而能使流量最大化。

不過，要將實驗室成果應(yīng)用于現(xiàn)實世界還需要時間，部分原因在于目前的互聯(lián)網(wǎng)電纜只輸送直向光束。拉馬錢德蘭說，一個更直接的目標，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。

英國格拉斯哥大學物理學家邁爾斯·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間使用Skype進行網(wǎng)絡(luò)通話。”他說。