Täisoptiline kosmose-õhk-mere sidevõrk teeb oma debüüdi – Physics World

Hiina teadlastel on demonstreeris sidevõrgu prototüüpi, mis suudab edastada ja vastu võtta andmeid läbi kosmose, õhu ja vee täielikult optiliste lainepikkuste juures. Eduka suurendamise korral võib uuel võrgukujundusel olla nii erinevaid rakendusi nagu navigatsioon, ökoloogiline seire, kaugseire, hädaabi ja seadmete ühendamine niinimetatud asjade Internetis. 

Palju tänapäeva optika sides võrks on loodud töötama ainult ühes keskmine: vee all, üle maa, läbi ruumis või õhus. Loomine a ühekordne süsteem, mis suudab töötama in kõik of the,ense keskkondi pole kerge ülesanne, kuna igaühe nõuded on erinevad. Ftäitev neid nõuded seega tähendab mitme tehnoloogia kombineerimist. 

Meeskond, mida juhib mikroelektroonika ekspert Yongjin Wang Nanjingi posti- ja telekommunikatsiooniülikool ja Suzhou Lighting Chip Monolithic Optoelectronics Technology Co. Ltd. on nüüd just seda teinud, kasutades nelja erinevat valgusallikat samaaegsete traadita valgussideühenduste loomiseks kõigis nendes keskkondades. "Meie uus traadita võrk võimaldab katkematut ühenduvust erinevate keskkondade vahel, hõlbustades kahesuunalist reaalajas andmeedastust võrgusõlmede vahel, mis teostavad sidet ja andmevahetust võrkude sees ja vahel," ütleb Wang. 

Neli täisdupleksset traadita valgussideühendust  

Veealuse jaoks Teadlased valisid sinise valguse, kuna merevesi neelab selles elektromagnetilise spektri osas vähem, mis tähendab, et valgus võib liikuda kaugemale. Õhus olevate seadmetega, nagu droonid, suhtlemiseks kasutasid nad sügavat ultraviolettvalgust, kuna see tagab päikesevalguse segamiseta side päikesevalguse eest. Muude õhupõhiste rakenduste jaoks kasutasid nad traadita valge valguse sidet, samas kui vabas ruumis punkt-punkti side jaoks valisid nad infrapuna-laserdioodid. Need dioodid kiirgavad valgust ühes suunas suure optilise võimsusega, võimaldades taas signaalidel edasi liikuda. 

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/all-optical-space-air-sea-communication-network-makes-its-debut-physics-world-1.jpg" data-caption="The prototype network in action. (a) Underwater channel formed by the blue light communication (BLC) link in a swimming pool. (b) Communication during illumination formed by the white light communication (WLC) link. (c) Solar-blind communication in sunlight formed by the deep ultraviolet communication (DUVC) link. (d) Free space communication formed by the laser diode communications (LC) link. (e) Photograph of the network demonstrating full-duplex real-time video communication between T1 and T5. (Courtesy: Linning Wang et al. "All-light communication network for space-air-sea integrated interconnection" Optics Express 32 pp9219-9226 https://doi.org/10.1364/OE.514930)” title=”Click to open image in popup” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/all-optical-space-air-sea-communication-network-makes-its-debut-physics-world-1.jpg”>

"Meie võrk koosneb nendest neljast täisduplekssest traadita valguskommunikatsiooni lingist, mis on Etherneti lülitite kaudu jadamisi ühendatud,” selgitab Wang. "Võimalik on ka nii juhtmega kui ka traadita juurdepääs kergele sidevõrgule, pakkudes paindlikke ühendusvõimalusi."  

Serinevate valgusribade eraldamine takistab ka signaalide segamist, mis tähendab, et võrk suudab edastada palju signaale samaaegselt jõudlust kahjustamata, ütleb Wang. Võrku saab modemi kaudu Internetti ühendada, võimaldades näiteks ookeani äärealadel asuvatele inimestele juurdepääsu põhivõrgule teabe jagamiseks. Samuti võimaldab see videokonverentse ja muid edastusi laialdaselt kasutatava TCP/IP (Transition Control Protocol/Internet Protocol) komplekti kaudu, lisab ta, muutes selle sobivaks ka asjade Interneti rakenduste jaoks. "Näiteks kui võrku sisestatakse 2560 × 1440 piksline võrguvideo kiirusega 22 kaadrit sekundis, saavad kasutajad, kes pääsevad võrku mis tahes sõlmest, vaadata seda videot väikese viivitusega," räägib ta. Füüsika maailm.  

Ühest sidesüsteemist võrku  

Wangi ja kolleegide sõnul täisvalgussidevõrk on "suur läbimurre", mis peaks võimaldama üleminekut üksikutelt traadita valgussidesüsteemidelt nende võrku. Selline võrk oleks vastu elektromagnetilistele häiretele (EMI), muutes selle veealuste seadmete ja drooniklastritega suhtlemisel eriti atraktiivseks. "Seetõttu töötame selle nimel, et integreerida võrku mobiilsed sõlmed, mitte fikseeritud sõlmed, nagu praegu on," selgitab Wang. "See ei saa aga olema lihtne, kuna see nõuab "kerge joondamise" ja võrgu loomise kiiruse väljakutset."  

Teadlased, kes kirjeldage uut võrku Optika Express, Samuti kavatsevad nad suurendada oma sidevõrgu läbilaskevõimet, kasutades tehnikat, mida nimetatakse lainepikkusjaotusega multipleksimiseks. Nad ütlevad, et see parandab võrgu üldist tõhusust ja jõudlust, kõrvaldades lähi-infrapuna laserdioodide kasutamisega seotud viivitused.