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

به گزارش خبرگزاری علم وفناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینرینگ، یک شبکه ارتباطی جدید مبتنی بر نور 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 می‌کند.

در حالی که مناظر شهری ممکن است از مزایای اینترنت بی سیم فایوجی (۵G) بهره‌مند شوند، بسیاری از مناطق جهان هنوز به پهنای باند نیاز دارند. حتی باوجود اینکه ایلان ماسک می‌خواهد ارتباطات اینترنتی فوق سریع مبتنی بر فضا را به امری عادی تبدیل کند، این سرویس‌ها را نمی‌توان برای فعالیت‌های زیر دریایی که تحقیق و اکتشاف به آنها نیاز دارد، ارائه 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، محدودیت‌های خاصی مانع از تسهیل اتصالات یکپارچه می‌شوند. 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 می‌کند.

شبکه ارتباطی چندطیفی

شبکه‌های ارتباطی مبتنی بر نور در سناریو‌های خاصی مورد استفاده قرار گرفته اند؛ بنابراین، آن‌ها نمی‌توانند در محیط‌های 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 کاربرد‌های  زیردریایی استفاده کردند؛ زیرا آب دریا پنجره جذب کمتری برای نور آبی-سبز نسبت به سایر طول موج‌ها دارد. این امر به سیگنال‌ها اجازه می‌دهد تا در زیر آب بیشتر حرکت کنند و با دستگاه‌ها یا شناور‌های زیر آب ارتباط برقرار کنند.

در بالای آب، از ال‌ای‌دی‌های سفید برای انتقال اطلاعات بین شناورها، کشتی‌ها یا وسایل نقلیه بالای آب استفاده می‌شد.

در هوا، از نور فرابنفش عمیق برای ارتباط استفاده می‌شود، زیرا طیف نور در برابر تداخل نور خورشید محافظت می‌شود. در فضای بیرونی، از طیف نزدیک به مادون قرمز استفاده شد. محققان برای مفید کردن سیستم در سناریوی فعلی، شبکه‌ای ایجاد کردند که به دستگاه‌های مختلف اجازه می‌دهد به اینترنت دسترسی داشته باشند تا دستگاه‌ها بتوانند به عنوان پایانه‌های اینترنت اشیا (IoT) عمل کنند.

این تصویر نشان می‌دهد که ارتباطات مبتنی بر نور در زمین، دریا و هوا چگونه کار می‌کنند

یونگ جین وانگ از دانشگاه نانجینگ که رهبری این تحقیق را بر عهده داشت، گفت: ارتباط تمام نوری می‌تواند در اقیانوس‌ها و دریاچه‌ها مورد استفاده قرار گیرد که در آن سنسور‌ها داده‌های اکولوژیکی را جمع آوری کرده و با شناور‌های سطحی ارتباط برقرار می‌کنند. این شبکه همچنین می‌تواند 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 می‌تواند ارتباط تصویری بلادرنگ دوطرفه کامل و انتقال داده‌ها، تصاویر و فایل‌های صوتی را از طریق دسترسی سیمی و بی‌سیم انجام دهد. یک ویدیوی دوطرفه کامل اجازه می‌دهد تا محتوا به طور همزمان ارسال و دریافت شود، که برای برنامه‌هایی مانند کنفرانس ویدیویی الزامی است.

محققان ویدئو‌های ۲۵۶۰ × ۱۴۴۰ و ۱۹۲۰ × ۱۰۸۰  پیکسلی را با سرعت ۲۲ فریم بر ثانیه به شبکه ارسال کردند. آن‌ها به وضوح و بدون هیچ تاخیری مورد استقبال قرار گرفتند. حداکثر نسبت اتلاف بسته ۸۰ / ۵ درصد و تاخیر انتقال ۷۴ میلی ثانیه بود که توسط ابزار تحلیل بسته شبکه تایید شد.

این گروه در حال حاضر روی تقویت شبکه با استفاده از تسهیم تقسیم طول موج برای از بین بردن تنگنا‌های ناشی از استفاده از ال‌ای‌دی‌ها کار می‌کند. در بیانیه مطبوعاتی گفته شده است که این کار کارایی و عملکرد کلی شبکه را بهبود می‌بخشید.

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