สัญญาณรบกวน (Noise) ในสายไฟเบอร์ อาจช่วยเพิ่ม Capacity ให้การรับส่งข้อมูลดีขึ้น

เป็นเรื่องปกติที่เรารู้กันอยู่แล้วว่า เพื่อการถ่ายโอนข้อมูลได้เต็มประสิทธิภาพ ไม่ควรมีสัญญาณรบกวนบนสายไฟเบอร์เลย  แต่นักวิทยาศาสตร์ของ ETH Zurich ได้บอกว่า การมีสัญญาณรบกวน อาจช่วยเพิ่มขีดความสามารถ หรือ capacity ของสายไฟเบอร์ 

เป็นเรื่องใหม่ที่น่าสนใจ Noise ที่เรามองว่า เป็นศัตรูตัวฉกาจของการรับส่งข้อมูล อาจช่วยเพิ่ม Capacity ในการรับส่งข้อมูลผ่านสายไฟเบอร์ เรียกว่าฉีกกฎที่เราเคยเข้าใจมาตลอดได้เลย โดยเฉพาะมาตรฐานที่เรามักจะเข้มงวดกับการมีสัญญาณรบกวน หรือ Noise บนสายไฟเบอร์ ซึ่งเป็นสิ่งที่เราพยายามหลีกเลี่ยงไม่ให้มีสัญญาณรบกวน เพราะจะทำให้การถ่ายโอนข้อมูล การสื่อสารไม่ราบรื่น 

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ได้แนะนำว่า ความจริงแล้ว การมี noise ที่มี potential หรือมีศักยภาพของ Noise ที่เหมาะสม จะทำให้ช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการรับส่งข้อมูล

แต่ไม่ใช่อยู่ๆ มี Noise แล้วจะดี แต่จะมีบางส่วนที่เหมาะสม เพราะข้อมูลนั้นจะถูกเข้ารหัส ด้วยสัญญาณรบกวนที่สามารถแยกคลื่นแสงออกจากกันได้ ลักษณะเหมือนการกรองสัญญาณรบกวนให้ได้ลักษณะที่เหมาะสม เรื่องนี้ Oliver Morsch อาจารย์และนักวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัย ได้เขียนไว้บนเว็บไซต์ของ ETH Zurich ว่าเป็นวิธีใหม่ในการเข้ารหัส ซึ่งพัฒนาโดยนักวิจัยของ ETH ทำให้สามารถส่งผ่านข้อมูลบนสายไฟเบอร์ได้ดีขึ้น

Noise เกิดขึ้นเมื่อมีการส่งสัญญาณ ซึ่งเราพบว่า สัญญาณรบกวนมีลักษณเฉพาะ ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของสัญญาณที่รับส่งข้อมูล แต่มีลักษณะที่แตกต่างกัน ในกรณีนี้ นักพัฒนามองว่า ลักษณะของ Noise ควรมีรูปแบบที่ช่วยเพิ่มความสามารถในการรับส่งข้อมูลได้ นั่นหมายความว่า ไม่ใช่ว่า Noise จะมีประโยชน์ทั้งหมด แต่จะต้องมีรูปแบบและลักษณะที่เหมาะสมจะช่วยเรื่องการรับส่งข้อมูล ซึ่งการ Multiplexing จะต้องทวนสัญญาณด้วยสัญญาณรบกวนที่ส่งสัญญาณได้อย่างชาญฉลาด มากกว่าจำนวนช่องสัญญาณที่มี

ในขณะที่เรามองเรื่อง Noise เป็นอีก 1 ช่องทางรับส่งข้อมูล เช่นเดียวกับคลื่นความถี่วิทยุในการออกอากาศ ซึ่งจะมีการเข้ารหัสและถอดรหัส พูดง่ายๆ คือ ไม่ใช่ว่า Noise ทุกรูปแบบจะมีส่วนช่วยเรื่อง Capacity ข้อมูลเพิ่มขึ้น แต่ควรมี Noise ที่มีลักษณะเหมาะสม

อีกแนวคิดหนึ่งมาจาก Shawn Divitt นักศึกษาปริญญาเอกชาวอเมริกัน ใช้แนวคิดการทดสอบแบบ Double-Split เพื่อพิสูจน์ โดยใช้การแยกคลื่นโดยสร้างเฟส มีการระบุรูปแบบ - ลักษณะของการรบกวน (Wikipdia)


โดย Divitt ได้ทำการทดสอบเพื่อหาว่า ลักษณะของคลื่นรบกวนแบบใดที่มีผลต่อการเพิ่มการรับส่งข้อมูล บนพื้นฐานการทดสอบระหว่างการแยกคลื่นเป็น 2 ลักษณะ

เมื่อเราทดสอบ เราจะรู้ลักษณะของ Noise แต่ละรูปแบบ ว่าลักษณะแบบใดเหมาะสมกับการเข้ามาช่วยเพิ่มประสิทธิภาพสายไฟเบอร์ คือแม้จะมี Noise แต่การทดสอบ 2 รูปแบบ มีความผันผวน แต่รูปแบบใดที่จะเหมาะสมมากหรือน้อย

Divitt ระบุในบทความบน ETH Zurich ว่า การศึกษา ค้นคว้า เพื่อพิสูจน์ความแตกต่างของคลื่นรบกวน ลักษณะของคลื่นที่เห็นได้ชัดและเบาบาง ได้รวบรวมข้อมูลเพื่อสรุปหลักการเข้ารหัส

ถ้าเรามองด้านความปลอดภัยและต้นทุนแล้ว เป็นเรื่องที่น่าสนใจ นักวิจัยมองว่าไม่เพียงแต่เพิ่มขีดความสามารถในการรับส่งข้อมูล แต่การศึกษารูปแบบการรบกวนของคลื่นนั่นน่าสนใจมาก เพราะเป็นการใช้ Noise สร้างช่องทางสื่อสารเพิ่ม โดยมีการเข้ารหัสข้อมูลที่ถูกรบกวน และมีการพยายามจับสังเกตรูปแบบของการรบกวนคลื่น 

อ่านมาถึงตรงนี้ ก็สงสัยขึ้นมาในเรื่องของต้นทุน ค่าใช้จ่าย โดยช่องทางรับส่งข้อมูล Morsch มองว่า เราไม่จำเป็นต้องสังเคราะห์สัญญาณเพิ่ม ไม่เหมือนกับแสงที่จะต้องมีแหล่งกำเนิดแสงเพิ่ม ต่างจากวิธีเดิมๆ ในการเพิ่ม Capacity แต่วิธีนี้ ถูกกว่าเทคโนโลยีแบบเดิมๆ 

networkworld ethz.ch wikipedia electronics.stackexchange.com

Share this Article: