شبکه ارتباطی تمام نوری فضا-هوا-دریا اولین خود را انجام می دهد - Physics World

محققان در چین دارند نمونه اولیه شبکه ارتباطی را نشان داد که می تواند داده ها را از طریق فضا، هوا و آب به طور کامل در طول موج های نوری ارسال و دریافت کند. اگر با موفقیت بزرگ‌تر شود، طراحی شبکه جدید ممکن است کاربردهای متنوعی مانند ناوبری، نظارت بر محیط زیست، سنجش از راه دور، کمک‌های اضطراری و دستگاه‌های اتصال در به اصطلاح «اینترنت اشیا» داشته باشد. 

بسیاری از نوری امروزی ارتباطs شبکهs طراحی شده اند تا فقط در یک مورد کار کنند متوسط: زیر آب، روی زمین، از طریق فضا یا در هوا ایجاد یک تنها سیستمی که می تواند کار in تمام of laمحیط های se کار آسانی نیست، زیرا الزامات هر کدام متفاوت است. Fتکمیل کننده آنها را مقررات بنابر این به معنای ترکیب چند فناوری است. 

تیمی به رهبری یونجین وانگ، متخصص میکروالکترونیک دانشگاه پست و ارتباطات نانجینگ و Suzhou Lighting Chip Optoelectronics Technology Co. Ltd. اکنون این کار را با استفاده از چهار منبع مختلف نور برای ایجاد پیوندهای ارتباطی نوری بی سیم همزمان در هر یک از این محیط ها انجام داده است. وانگ می‌گوید: «شبکه بی‌سیم جدید ما اتصال بی‌وقفه در محیط‌ها را امکان‌پذیر می‌کند، و انتقال داده‌های بی‌درنگ دو طرفه را بین گره‌های شبکه که ارتباطات و تبادل داده را در داخل و بین شبکه‌ها انجام می‌دهند، تسهیل می‌کند. 

چهار لینک ارتباطی نور بی سیم تمام دوبلکس  

برای زیر آب محققان در بخشی از شبکه خود نور آبی را انتخاب کردند زیرا آب دریا در این بخش از طیف الکترومغناطیسی کمتر جذب می شود، به این معنی که نور می تواند بیشتر حرکت کند. آنها برای برقراری ارتباط با وسایل هوایی مانند هواپیماهای بدون سرنشین از نور عمیق فرابنفش استفاده کردند زیرا ارتباط "خورشیدی-کور" را بدون تداخل نور خورشید فراهم می کند. برای سایر کاربردهای مبتنی بر هوا، آنها از ارتباطات نور سفید بی سیم استفاده کردند، در حالی که برای ارتباطات نقطه به نقطه در فضای آزاد، دیودهای لیزر نزدیک به مادون قرمز را انتخاب کردند. این دیودها نور را در یک جهت با قدرت نوری بالا ساطع می کنند و دوباره به سیگنال ها اجازه می دهند بیشتر حرکت کنند. 

<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=”برای باز کردن تصویر در پنجره بازشو کلیک کنید” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/all -optical-space-air-sea-communication-network-makes-it-it-debut-physics-world-1.jpg”>

"ما وانگ توضیح می‌دهد که شبکه از این چهار لینک ارتباطی نور بی‌سیم تمام دوبلکس تشکیل شده است که به صورت سری از طریق سوئیچ‌های اترنت به هم متصل می‌شوند. دسترسی سیمی و بی سیم به شبکه ارتباطی تمام نور نیز امکان پذیر است و گزینه های اتصال انعطاف پذیری را فراهم می کند.  

Sوانگ می‌گوید جداسازی باندهای نوری مختلف از تداخل سیگنال‌ها نیز جلوگیری می‌کند، به این معنی که شبکه می‌تواند سیگنال‌های زیادی را به طور همزمان بدون به خطر انداختن عملکرد ارسال کند. این شبکه را می توان از طریق یک مودم به اینترنت متصل کرد و به افراد در مکان های دورافتاده اقیانوس، به عنوان مثال، دسترسی به شبکه ستون فقرات برای به اشتراک گذاری اطلاعات، اجازه داد. او اضافه می‌کند که این امکان کنفرانس ویدئویی و سایر انتقال‌ها را از طریق مجموعه پرکاربرد TCP/IP (پروتکل کنترل انتقال/پروتکل اینترنت) فراهم می‌کند، و آن را برای برنامه‌های اینترنت اشیا نیز مناسب می‌کند. او می‌گوید: «به‌عنوان مثال، وقتی یک ویدیوی آنلاین با وضوح 2560 × 1440 پیکسل با سرعت 22 فریم در ثانیه به شبکه وارد می‌شود، کاربرانی که از هر گره‌ای به شبکه دسترسی دارند، می‌توانند با کمی تأخیر از این ویدیو دیدن کنند». دنیای فیزیک  

از یک سیستم ارتباطی واحد تا یک شبکه  

به گفته وانگ و همکارانش، شبکه ارتباطی تمام نور یک "پیشرفت بزرگ" است که باید انتقال از سیستم های ارتباطی نور بی سیم واحد به شبکه ای از آنها را ممکن کند. چنین شبکه ای در برابر تداخل الکترومغناطیسی (EMI) مقاومت می کند و آن را برای برقراری ارتباط با تجهیزات زیر آب و خوشه های پهپاد جذاب می کند. وانگ توضیح می‌دهد: «به همین دلیل است که ما بر روی یکپارچه‌سازی گره‌های موبایل در شبکه کار می‌کنیم، نه گره‌های ثابت، همانطور که در حال حاضر وجود دارد. با این حال، این کار آسانی نخواهد بود، زیرا نیاز به مقابله با چالش «هم ترازی نور» و سرعت استقرار شبکه دارد.  

محققان، که شبکه جدید را در اپتیک اکسپرس, همچنین قصد دارند با استفاده از تکنیکی به نام مالتی پلکسی تقسیم طول موج، توان عملیاتی شبکه ارتباطی خود را افزایش دهند. آنها می گویند که این کار با از بین بردن تاخیرهای مرتبط با استفاده از دیودهای لیزر نزدیک به مادون قرمز، کارایی و عملکرد کلی شبکه را بهبود می بخشد.