Täysoptinen avaruus-ilma-meri-viestintäverkko tekee debyyttinsä – Physics World

Kiinalaiset tutkijat ovat esitteli prototyyppiviestintäverkon, joka voi lähettää ja vastaanottaa dataa avaruuden, ilman ja veden kautta kokonaan optisilla aallonpituuksilla. Onnistuneena laajennettaessa uudessa verkkosuunnittelussa voi olla niinkin erilaisia ​​sovelluksia kuin navigointi, ekologinen seuranta, kaukokartoitus, hätäapu ja liitäntälaitteet niin sanotussa "esineiden Internetissä". 

Paljon tämän päivän optiikasta viestintäs verkkos on suunniteltu toimimaan vain yhdessä keskikokoinen: veden alla, maan päällä, kautta tilassa tai ilmassa. Luodaan a single järjestelmä, joka pystyy käyttää in kaikki of Ishayoiden opettamanse ympäristöt ei ole helppo tehtävä, koska jokaisen vaatimukset ovat erilaiset. Ftäyttävä niitä vaatimukset näin tarkoittaa useiden teknologioiden yhdistämistä. 

Mikroelektroniikan asiantuntijan Yongjin Wangin johtama tiimi Nanjingin posti- ja televiestintäyliopisto ja Suzhou Lighting Chip Monolithic Optoelectronics Technology Co. Ltd. on nyt tehnyt juuri sen käyttämällä neljää eri valonlähdettä luodakseen samanaikaisia ​​langattomia valoviestintäyhteyksiä missä tahansa näistä ympäristöistä. "Uusi langaton verkkomme mahdollistaa keskeytymättömän yhteyden eri ympäristöissä, mikä mahdollistaa kaksisuuntaisen reaaliaikaisen tiedonsiirron verkkosolmujen välillä, jotka suorittavat viestintää ja tiedonvaihtoa verkkojen sisällä ja välillä", Wang sanoo. 

Neljä full-duplex langatonta valoviestintälinkkiä  

Vedenalaista varten osan verkkostaan, tutkijat valitsivat sinisen valon, koska merivesi absorboi vähemmän sähkömagneettisen spektrin tässä osassa, mikä tarkoittaa, että valo voi kulkea pidemmälle. Kommunikoidakseen ilmassa olevien laitteiden, kuten droonien, kanssa he käyttivät syvää ultraviolettivaloa, koska se tarjoaa "auringonsokeaa" viestintää ilman auringonvalon häiriöitä. Muissa ilmapohjaisissa sovelluksissa he käyttivät langatonta valkoisen valon viestintää, kun taas pisteestä pisteeseen -viestintään vapaassa tilassa he valitsivat lähi-infrapuna laserdiodit. Nämä diodit lähettävät valoa yhteen suuntaan suurella optisella teholla, mikä taas sallii signaalien kulkea pidemmälle. 

<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=”Avaa kuva ponnahdusikkunassa napsauttamalla” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/all -optical-space-air-sea-communication-network-makes-it-it-debut-physics-world-1.jpg”>

"Meidän verkko koostuu näistä neljästä full-duplex langattomasta valoviestintälinkistä, jotka on kytketty sarjaan Ethernet-kytkimillä”, Wang selittää. "Sekä langallinen että langaton pääsy täysin kevyeen viestintäverkkoon on myös mahdollista, mikä tarjoaa joustavia yhteysvaihtoehtoja."  

Seri valokaistojen erottaminen estää myös signaalien häiriöitä, mikä tarkoittaa, että verkko voi lähettää useita signaaleja samanaikaisesti suorituskyvystä tinkimättä, Wang sanoo. Verkko voidaan yhdistää Internetiin modeemin kautta, mikä antaa esimerkiksi syrjäisillä valtamerillä oleville ihmisille pääsyn runkoverkkoon tiedon jakamista varten. Se mahdollistaa myös videoneuvottelut ja muut lähetykset laajasti käytetyn TCP/IP (Transition Control Protocol/Internet Protocol) -paketin kautta, hän lisää, mikä tekee siitä sopivan myös esineiden Internet-sovelluksiin. "Esimerkiksi kun verkkoon syötetään 2560 × 1440 pikselin verkkovideo 22 kuvaa sekunnissa, käyttäjät, jotka pääsevät verkkoon mistä tahansa solmusta, voivat katsoa videon pienellä viiveellä", hän kertoo. Fysiikan maailma.  

Yhdestä viestintäjärjestelmästä verkkoon  

Wangin ja kollegoiden mukaan All-light-viestintäverkko on "suuri läpimurto", jonka pitäisi mahdollistaa siirtyminen yksittäisistä langattomista valoviestintäjärjestelmistä niiden verkkoon. Tällainen verkko kestäisi sähkömagneettisia häiriöitä (EMI), mikä tekee siitä erityisen houkuttelevan kommunikoimaan vedenalaisten laitteiden ja drone-klustereiden kanssa. "Tästä syystä pyrimme integroimaan verkkoon liikkuvia solmuja kiinteiden solmujen sijaan, kuten tällä hetkellä tehdään", Wang selittää. "Tämä ei kuitenkaan tule olemaan helppoa, koska se vaatii "kevyen kohdistuksen" ja verkon perustamisnopeuden haasteeseen vastaamista."  

Tutkijat, jotka kuvaile uutta verkkoa Optiikka Express, aikovat myös parantaa viestintäverkkonsa suorituskykyä käyttämällä tekniikkaa, jota kutsutaan aallonpituusjakomultipleksoinniksi. He sanovat, että tämä parantaa verkon yleistä tehokkuutta ja suorituskykyä eliminoimalla lähi-infrapuna-laserdiodien käyttöön liittyvät viiveet.