сегодня: 17.06.2019

[сделать стартовой]

Рубрики
Общество
Экономика
Политика
Спорт
Наука
Культура
Образование
Здравоохранение
Информационные технологии
Силовые структуры
Криминал
Происшествия
Экология
Недвижимость
Нск-риэлт
Байкал
Национальные проекты
Лес - богатство Сибири
Нефть и газ Сибири
Сибирский уголь
Научно-технический прогресс
Сибиряки
Мир вокруг нас
Интервью
Актуально

Сибирский федеральный округ
Реклама


Наука и жизнь

Луна образовалась в результате ядерного взрыва


Видеокамеры для "супермена"


"Конец света" в прямом смысле слова


Земные океаны и атмосфера появились благодаря метеоритной бомбардировке


Солнце на Земле


Искусственный интеллект совсем рядом



ТОП-20 инженерных чудес света



Четвероногий друг


Новости Байкала

2019-04-12 18:44:00 /РИА "Сибирь" /Новосибирск

Исследования новосибирских физиков могут повысить скорость интернета




Передача данных с использованием интернета осуществляется по оптоволоконным каналам связи - нелинейным системам, в которых распространение электромагнитного сигнала (информации) описывается (в простейших моделях) нелинейным уравнением Шрёдингера.

В Институте ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН были найдены информационные характеристики нелинейного бездисперсионного оптоволоконного канала связи, и впервые был обнаружен необычный закон роста ёмкости такого канала при увеличении мощности входного сигнала. Данное теоретическое исследование позволило найти оптимальный способ кодирования информации, который может увеличить пропускную способность канала связи, то есть повысит скорость передачи данных.

Расчеты ученых Института ядерной физики СО РАН были подтверждены методами численного моделирования в двух независимых исследованиях, которые провели сотрудники Института автоматики и электрометрии СО РАН и Новосибирского государственного университета. Результаты опубликованы в журнале Physical Review E.

Простейшая модель оптоволоконного канала связи обладает двумя параметрами - нелинейностью и дисперсией. Кроме того, при передаче информации возникают помехи, которые называются шумом. При заданной мощности входного сигнала и мощности шума эти параметры определяют тот объем информации, который можно передать по каналу за единицу времени. Старшие научные сотрудники Института ядерной физики Алексей Резниченко и Иван Терехов рассчитали максимальную пропускную способность (ёмкость канала) в бездисперсионном оптоволоконном канале связи, то есть нашли статистику оптимального способа кодирования сигнала при заданной форме импульса.

Для этого ученые использовали методы квантовой теории поля, которые обычно применяются в физике элементарных частиц и физике конденсированных сред. Оказалось, что математический аппарат, используемый в этих областях, применим и к теоретическим исследованиям в теории информации.

"Теоретические исследования, направленные на изучение распространения сигнала по оптоволокну, выполняются в рамках цикла работ, посвященных применению нелинейного уравнения Шрёдингера в оптоволоконных системах. Работы выполнялись при поддержке грантов РНФ и РФФИ. Расчёты, полученные нами для бездисперсионного оптоволоконного канала связи, могут быть интересны для телекоммуникационной отрасли, так как в ней тоже используются каналы связи с нулевой средней дисперсией", - отметил кандидат физико-математических наук Алексей Резниченко.

Предсказания, полученные учеными Института ядерной физики для пропускной способности канала связи, были подтверждены в ходе компьютерных вычислений сотрудниками Новосибирского госуниверситета и Института автоматики и электрометрии СО РАН на вычислительном кластере НГУ. Исследования основывались на двух разных методах математического компьютерного моделирования.

"Для проверки аналитических расчетов были проведены два независимых компьютерных эксперимента, основанных на разных методах численного моделирования: методе Рунге-Кутта четвёртого порядка и методе расщепления. Это довольно редкий пример тщательной верификации результатов. Существует слепое доверие к численным методам - считается, что все они хороши. Но чтобы получить высокую точность, необходимо к каждой задаче подбирать соответствующий вычислительный алгоритм. В данном случае удалось организовать целых два численных эксперимента, результаты которых совпали с аналитическими вычислениями", - пояснил старший научный сотрудник Института автоматики и электрометрии СО РАН, кандидат физико-математических наук Александр Черных.

Как сообщила Алла Сковородина, руководитель пресс-службы Института ядерной физики, в своей работе ученые Института ядерной физики впервые обнаружили необычный закон роста ёмкости бездисперсионного оптоволоконного канала при увеличении мощности входного сигнала.

"Физикам и математикам было известно, что пропускная способность линейного канала для большой мощности входящего сигнала пропорциональна логарифму отношения мощности сигнала к мощности шума, что соответствует закону Шеннона. О том, как изменяется ёмкость бездисперсионного нелинейного канала в промежуточной области мощностей входящего сигнала, ранее известно не было. Мы показали, что в этом случае рост пропускной способности совершенно другой. А именно, ёмкость канала, то есть максимальное количество информации, которое может быть передано, растет с ростом мощности входящего сигнала только как логарифм логарифма мощности. Хотя наш бездисперсионный нелинейный канал представляет собой во многих аспектах лишь очень упрощённую модель реального канала связи, данный теоретический результат интересен для оценки максимальной пропускной способности реальных линий связи", - добавил Алексей Резниченко.



Cмотрите также:  Наука  Новосибирская область
Архив
пн вт ср чт пт сб вск
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
 
Поиск по сайту
Что? Где? Когда?
*

3 августа 2019 года в Омске пройдет ХХХ международный Сибирский марафон

*******

17 августа 2019 года в Алтайском крае пройдет музыкальный фестиваль "Because of the Beatles"

******

3-6 сентября 2019 года в Красноярске пройдут лесной форум и международная выставка "Эксподрев"

***

14 сентябре 2019 года в Иркутске пройдет Всероссийский парад студенчества

***
Сохраним Байкал!

Экологический кризис на Байкале: новый эпизод с сине-зелеными водорослями
Все о клещах

Новосибирские ученые: как уберечься от заболеваний, переносимых клещами

Планета Земля

2036 год: Апофеоз или Апокалипсис?


Катастрофы: возможность или неизбежность

протезирование зубов, металлокерамика, цены


О проекте Контакты Партнеры  
Rambler's Top100
Copyright © 2004-2009, РИА "Сибирь"
E-mail: rian@cn.ru
Телефон: 8(383) 214-20-12