Дебют полностью оптической сети связи космос-воздух-море

Исследователи в Китае получили продемонстрировал прототип сети связи, которая может передавать и получать данные через космос, воздух и воду исключительно на оптических длинах волн. В случае успешного масштабирования новая конструкция сети может иметь такие разнообразные приложения, как навигация, экологический мониторинг, дистанционное зондирование, экстренная помощь и подключение устройств в так называемом «Интернете вещей». 

Много современной оптической communications сетьs предназначены для работы всего за один средний: под водой, над сушей, через космосе или в воздухе. Создание одинарной система, которая может работать in Найти of доментакая среда это непростая задача, поскольку требования у каждого разные. Fудовлетворение их большого города, таким образом означает объединение нескольких технологий. 

Команда под руководством эксперта по микроэлектронике Юнджина Вана из Нанкинский университет почты и телекоммуникаций и Suzhou Lighting Chip Monolithic Optoelectronics Technology Co. Ltd.. теперь сделал именно это, используя четыре различных источника света для установления одновременных беспроводных каналов световой связи в любой из этих сред. «Наша новая беспроводная сеть обеспечивает бесперебойное соединение между средами, облегчая двустороннюю передачу данных в реальном времени между сетевыми узлами, которые осуществляют связь и обмен данными внутри сетей и между ними», — говорит Ван. 

Четыре полнодуплексных беспроводных канала легкой связи  

Для подводного мира В качестве части своей сети исследователи выбрали синий свет, потому что морская вода меньше поглощает эту часть электромагнитного спектра, а это означает, что свет может распространяться дальше. Для связи с бортовыми устройствами, такими как дроны, они использовали глубокий ультрафиолет, поскольку он обеспечивает «солнечно-слепую» связь без помех от солнечного света. Для других применений в воздухе они использовали беспроводную связь в белом свете, а для связи «точка-точка» в свободном пространстве они выбрали лазерные диоды ближнего инфракрасного диапазона. Эти диоды излучают свет в одном направлении с высокой оптической мощностью, что опять же позволяет сигналам распространяться дальше. 

<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=»Нажмите, чтобы открыть изображение во всплывающем окне» href=»https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/all -оптическая-космическая-воздушная-морская-коммуникационная сеть-дебютирует-физика-мир-1.jpg»>

«Наши Сеть состоит из этих четырех полнодуплексных беспроводных линий связи, которые соединены последовательно через коммутаторы Ethernet», — объясняет Ван. «Также возможен как проводной, так и беспроводной доступ к сети связи, обеспечивающей гибкие возможности подключения».  

Sразделение различных световых диапазонов также предотвращает помехи сигналов, а это означает, что сеть может передавать множество сигналов одновременно без ущерба для производительности, говорит Ван. Сеть может быть подключена к Интернету через модем, предоставляя людям, например, в отдаленных районах океана доступ к магистральной сети для обмена информацией. Он также позволяет проводить видеоконференции и другие передачи через широко используемый пакет TCP/IP (протокол управления переходом/Интернет-протокол), добавляет он, что делает его пригодным и для приложений Интернета вещей. «Например, когда в сеть подается онлайн-видео с разрешением 2560 × 1440 пикселей и частотой 22 кадра в секунду, пользователи, подключающиеся к сети с любого узла, могут просмотреть это видео с небольшой задержкой», — рассказывает он. Мир физики.  

От единой системы связи к сети  

По словам Ванга и его коллег, Сеть всесветовой связи — это «крупный прорыв», который должен позволить перейти от одиночных систем беспроводной световой связи к их сети. Такая сеть будет устойчива к электромагнитным помехам (EMI), что сделает ее особенно привлекательной для связи с подводным оборудованием и кластерами дронов. «Вот почему мы работаем над интеграцией в сеть мобильных узлов, а не фиксированных узлов, как это происходит сейчас», — объясняет Ван. «Однако это будет непросто, поскольку потребуется решить проблему «легкого выравнивания» и скорости установления сети».  

Исследователи, которые описать новую сеть в Оптика Экспресс, также планируют повысить пропускную способность своей сети связи с помощью метода, называемого мультиплексированием с разделением по длине волны. По их словам, это повысит общую эффективность и производительность сети за счет устранения задержек, связанных с использованием лазерных диодов ближнего инфракрасного диапазона.