توسعه ارتباطات مبتنی بر نور/ اتصال یکپارچه در دریا و هوا برقرار شد

محققان چینی از طیف های مختلف نور برای به حداکثر رساندن انتقال داده در حالت های مختلف و ایجاد قابلیت همکاری بین آن ها استفاده کردند.

به گزارش خبرگزاری علم وفناوری سیپکس به نقل از اینترستینگ اینجینرینگ، یک شبکه ارتباطی مبتنی بر نور جدید که از طریق همکاری تحقیقاتی میان دانشگاه پست و مخابرات نانجینگ و شرکت فناوری اپتوالکترونیک سوژو (Suzhou) توسعه یافته است، اتصال یکپارچه در زمین، دریا و هوا را به واقعیت تبدیل می کند.

در حالی که مناظر شهری ممکن است از مزایای اینترنت بی سیم فایوجی (5G) بهره مند شوند، بسیاری از مناطق جهان هنوز به پهنای باند نیاز دارند. حتی باوجود اینکه ایلان ماسک می خواهد ارتباطات اینترنتی فوق سریع مبتنی بر فضا را به امری عادی تبدیل کند، این سرویس ها را نمی توان برای فعالیت های زیر دریایی که تحقیق و اکتشاف به آنها نیاز دارد، ارایه کرد.

بشریت برای مدت طولانی به فناوری ارتباطی مبتنی بر امواج رادیویی متکی بوده و اخیرا تنها به ارتباطات نوری روی آورده است. در حالی که ارتباطات نوری سریع هستند، محدودیت های خاصی مانع از تسهیل اتصالات یکپارچه می شوند. این تیم تحقیقاتی در چین به بررسی معایب ارتباطات مبتنی بر نور پرداختند و یک رویکرد نوآورانه را در پیش گرفتند که اتصالات بدون وقفه را امکان پذیر می کند.
شبکه ارتباطی چند طیفی

شبکه های ارتباطی مبتنی بر نور در سناریو های خاصی مورد استفاده قرار گرفته اند. بنابراین، آن ها نمی توانند در محیط های مختلف مانند آب و هوا کار کنند. برای ایجاد یک شبکه یکپارچه، ابتدا باید بر این مانع غلبه کرد؛ بنابراین محققان برای توسعه  یک شبکه ارتباطی متقابل  به چهار طیف نور روی آوردند.

این تیم از نور آبی برای کاربرد های  زیردریایی استفاده کردند، زیرا آب دریا پنجره جذب کمتری برای نور آبی-سبز نسبت به سایر طول موج ها دارد. این امر به سیگنال ها اجازه می دهد تا در زیر آب بیشتر حرکت کنند و با دستگاه ها یا شناور های زیر آب ارتباط برقرار کنند.

در بالای آب، از ال ای دی های سفید برای انتقال اطلاعات بین شناورها، کشتی ها یا وسایل نقلیه بالای آب استفاده می شد.

در هوا، از نور فرابنفش عمیق برای ارتباط استفاده می شود، زیرا طیف نور در برابر تداخل نور خورشید محافظت می شود. در فضای بیرونی، از طیف نزدیک به مادون قرمز استفاده شد. محققان برای مفید کردن سیستم در سناریوی فعلی، شبکه ای ایجاد کردند که به دستگاه های مختلف اجازه می دهد به اینترنت دسترسی داشته باشند تا دستگاه ها بتوانند به عنوان پایانه های اینترنت اشیا (IoT) عمل کنند.

این تصویر نشان می دهد که ارتباطات مبتنی بر نور در زمین، دریا و هوا چگونه کار می کنند

یونگ جین وانگ از دانشگاه نانجینگ که رهبری این تحقیق را بر عهده داشت، گفت: ارتباط تمام نوری می تواند در اقیانوس ها و دریاچه ها مورد استفاده قرار گیرد که در آن سنسور ها داده های اکولوژیکی را جمع آوری کرده و با شناور های سطحی ارتباط برقرار می کنند. این شبکه همچنین می تواند به اینترنت متصل شود و به افراد در یک مکان دورافتاده اقیانوسی امکان دسترسی به شبکهو اشتراک گذاری اطلاعات را بدهد.

محققان با موفقیت نشان داده اند که این شبکه می تواند ارتباط تصویری بلادرنگ دوطرفه کامل و انتقال داده ها، تصاویر و فایل های صوتی را از طریق دسترسی سیمی و بی سیم انجام دهد. یک ویدیوی دوطرفه کامل اجازه می دهد تا محتوا به طور همزمان ارسال و دریافت شود، که برای برنامه هایی مانند کنفرانس ویدیویی الزامی است.

محققان ویدیو های 2560 × 1440 و 1920 × 1080  پیکسلی را با سرعت 22 فریم بر ثانیه به شبکه ارسال کردند. آن ها به وضوح و بدون هیچ تاخیری مورد استقبال قرار گرفتند. حداکثر نسبت اتلاف بسته 80 / 5 درصد و تاخیر انتقال 74 میلی ثانیه بود که توسط ابزار تحلیل بسته شبکه تایید شد.

این تیم در حال حاضر روی تقویت شبکه با استفاده از تسهیم تقسیم طول موج برای از بین بردن تنگنا های ناشی از استفاده از ال ای دی ها کار می کند. در بیانیه مطبوعاتی گفته شده است که این کار کارایی و عملکرد کلی شبکه را بهبود می بخشید.

یافته های این تحقیق در مجله «اوپتیکال اکسپرس» (Optical Express) منتشر شده است.

توسعه ارتباطات مبتنی بر نور/ اتصال یکپارچه در دریا و هوا برقرار شد