Free Space Optics: นักวิจัยพบวิธีใช้แสงส่งข้อมูลไร้สาย มีความเร็วเทียบเท่าการใช้ Fiber

ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย University of Glasgow ได้ออกมาเปิดเผยถึงการค้นพบวิธีการส่งข้อมูลด้วยแสงแบบใหม่ที่จะนำไปสู่สิ่งที่เรียกว่า Free Space Optics ซึ่งเป็นเทคโนโลยีในการรับส่งข้อมูลแบบไร้สายได้ด้วยประสิทธิภาพที่ไม่แพ้กว่า Fiber ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันเลย

 

โซลูชัน Free Space Optics นี้คือแนวคิดที่จะใช้แสงในการส่งข้อมูลแบบไร้สายโดยมี Bandwidth ที่เทียบเท่ากับการส่งข้อมูลผ่าน Fiber ในปัจจุบัน ซึ่งหากการวิจัยนี้ประสบความสำเร็จได้ ในอนาคตการสื่อสารทั่วโลกจะสามารถลดต้นทุนลงไปได้อีกเป็นอย่างมาก เพราะจะสามารถกำจัดการเดินสายออกไปจากระบบเครือข่ายได้เป็นอย่างมากนั่นเอง

ในโซลูชัน Free Space Optics นี้เริ่มมีความหวังที่จะเป็นจริงขึ้นมาได้จากการที่ทีมวิจัยจาก University of Glasgow ได้ออกมาตีพิมพ์ Paper ในหัวข้อ Free-space propagation of high dimensional structured optical fields in an urban environment ลงไปยังวารสาร Science Advances ซึ่งเป็นผลการวิจัยร่วมกันจากนักฟิสิกส์ในหลากหลายประเทศ ที่ได้ทำการวิจัยร่วมกันเกี่ยวกับเทคโนโลยี Optical Angular Momentum (OAM) ที่สามารถทำการบิดอนุภาค Photon ซึ่งเป็นอนุภาคของแสงได้สำเร็จด้วยการยิง Photon ผ่าน Hologram แบบพิเศษนั่นเอง

Photon ที่ถูกบิดหรือ Twisted Photon นี้จะทำให้อนุภาคแสงนั้นถูกใช้ในการรับส่งข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เพราะเดิมทีการใช้แสงในการรับส่งข้อมูลนั้นสามารถบรรจุข้อมูลได้เพียงแค่ระหว่าง 0 และ 1 เท่านั้น แต่ Twisted Photon นี้สามารถบรรจุข้อมูลได้มากกว่าเพียงแค่ 2 รูปแบบนั้น ทำให้การใช้ OAM นี้อาจทำให้อนุภาคแสงสามารถรับส่งข้อมูลได้ด้วยปริมาณที่มากกว่าเดิม

งานวิจัยที่เกิดขึ้นกับ Twisted Photon นี้จึงเกิดขึ้นมาในประเด็นของการนำ Twisted Photon ไปใช้ส่งข้อมูลผ่าน Fiber และใช้ส่งผ่านอากาศเป็นหลัก ซึ่งการใช้ Twisted Photon ส่งข้อมูลผ่านอากาศนี้ถือเป็นงานวิจัยที่ท้าทายมาก เพราะหากความดันในอากาศเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ก็อาจส่งผลต่อแสงที่ใช้ส่งข้อมูลได้ และทำให้ข้อมูลเหล่านั้นสูญหายไปได้เลย

งานวิจัยที่ถูกตีพิมพ์ในครั้งนี้ได้ประสบความสำเร็จในการทดสอบส่งข้อมูลด้วย Twisted Photon ผ่านอากาศเป็นระยะทาง 1.6 กิโลเมตรที่เมือง Erlangen ประเทศ Germany ซึ่งเส้นทางที่ต้องส่งข้อมูลนี้ก็ต้องผ่านทั้งพื้นที่ในรูปแบบต่างๆ รวมถึงถนนด้วย โดยทำการส่งข้อมูลข้ามไปยังยอดของตึกสูง ทำให้งานวิจัยชิ้นนี้ได้ทำการทดสอบกับสภาพแวดล้อมในเมืองจริง และได้เก็บข้อมูลของพฤติกรรมต่างๆ ที่เกิดขึ้นกับ Twisted Photon เมื่อถูกรบกวนด้วยปัจจัยต่างๆ ส่งผลให้แนวโน้มที่เทคโนโลยี Free Space Optics ที่ใช้ OAM นี้มีแนวโน้มจะเกิดขึ้นจริงได้ในอนาคต

Free Space Optics นี้จะถือเป็นก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในการสร้างโครงข่ายพื้นฐานสำหรับระบบเครือข่ายความเร็วสูงโดยไม่ต้องอาศัยการเดินสายอีกต่อไป และทำให้ประเทศด้อยพัฒนาหรือพื้นที่ห่างไกลสามารถทำการสร้างระบบเครือข่ายความเร็วสูงขึ้นมาได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องติดข้อจำกัดเรื่องการเดินสาย Fiber อย่างแต่ก่อน

อย่างไรก็ดี งานวิจัยนี้ยังคงต้องมีการปรับปรุงต่อไปเพื่อให้สามารถนำ Free Space Optics มาใช้จริงในสภาวะแวดล้อมที่หลากหลายกว่านี้ได้ และสามารถพัฒนาเทคโนโลยีนี้มาสู่การเป็นผลิตภัณฑ์ Commercial ขึ้นมาให้ได้ในอนาคต

 

ที่มา: https://www.gla.ac.uk/news/headline_555908_en.html