Алгоритмы обработки сигналов уменьшают турбулентность при тестировании оптики в свободном пространстве

Прочитано: 79 раз(а)


Было показано, что новые алгоритмы обработки сигналов смягчают влияние турбулентности в оптических экспериментах в свободном пространстве, потенциально приближая интернет «свободного космоса» на шаг ближе к реальности.

Группа исследователей из Астонского института фотонных технологий Астонского университета и Университета Глазго использовала коммерчески доступные фотонные фонари, коммерческий транспондер и модулятор пространственного света для имитации турбулентности. Применив последовательный алгоритм цифровой обработки сигналов с подавлением помех , они добились рекордных результатов.

Выводы опубликованы в Journal of Lightwave Technology .

Оптическая технология свободного пространства беспроводным способом передает данные в виде света через окружающий нас воздух — так называемое « свободное пространство » — для использования в телекоммуникациях или компьютерных сетях. Поскольку оптическая связь в свободном пространстве не требует дорогостоящей прокладки волоконно-оптических кабелей, она рассматривается как захватывающая разработка для обеспечения связи в местах с ограниченной существующей инфраструктурой.

Но поскольку данные отправляются в виде импульсов света, погодные условия могут вызывать проблемы. Яркий солнечный день или густой туман могут преломлять или мерцать луч света , создавая турбулентность, которая приводит к потере данных.

Исследователи одновременно передавали несколько сигналов данных, используя лучи света различной пространственной формы, используя так называемый фотонный фонарь. Турбулентность изменяет форму лучей, часто теряя сигнал, если передается и обнаруживается только одна простая форма, но при обнаружении света с этими формами с помощью второго фонаря в приемнике собирается больше света, и исходные данные могут быть расшифрованным. Это может значительно снизить влияние атмосферы на качество полученных данных с помощью метода, известного как цифровая обработка сигналов с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO).

Профессор Эндрю Эллис из Астонского университета сказал: «При использовании одного луча при передаче одного луча турбулентность, подобная жаркому солнечному дню, разрушала сигнал в 50% случаев. Путем передачи нескольких лучей разной формы через одни и те же телескопы и обнаружения различных форм, мы не только увеличили доступность до более чем 99%, мы увеличили пропускную способность до более чем 500 Гбит/с или более 500 сверхбыстрых широкополосных соединений Pure-Fiber».

В настоящее время в Южной Африке реализуется проект по изучению реальных приложений технологии FSO, где исследователи из Астонского университета и Университета Глазго работают с Университетом Витватерсранда в Йоханнесбурге, чтобы попытаться обеспечить доступ в Интернет для сообществ, живущих в неформальных поселениях и школах. в неблагополучных районах.

Целью проекта Fiber Before the Fiber является обеспечение производительности соединения Pure-Fiber в Интернете без необходимости установки кабелей. Он использует систему оптической связи в свободном пространстве, которая может подключаться к удаленным объектам, используя беспроводную оптическую линию сигнала сайта для связи с близлежащими оптоволоконными источниками в более богатых пригородах.

Профессор Эллис сказал: «Наша роль в проекте состоит в том, чтобы изучить влияние и образовательную пользу, которую оптика свободного космоса будет иметь для школьников, которые, наконец, смогут получить доступ к Интернету».

Алгоритмы обработки сигналов уменьшают турбулентность при тестировании оптики в свободном пространстве



Новости партнеров