Сеть связи All-light соединяет космос, воздух и море для обеспечения бесперебойной связи

Прочитано: 96 раз(а)


Исследователи разработали полностью световую сеть связи, которая обеспечивает бесперебойную связь в космосе, воздухе и под водой. Новый дизайн сети сочетает в себе различные типы источников света, обеспечивая возможность подключения независимо от окружающей среды.

«В современном мире передача данных имеет решающее значение для связи, навигации, реагирования на чрезвычайные ситуации, исследований и коммерческой деятельности », — сказал руководитель исследовательской группы Юнджин Ван из Нанкинского университета почты и телекоммуникаций и компании Suzhou Lighting Chip Monolithic Optoelectronics Technology Co. Ltd., в Китае.

«Эта 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 и между сетями».

В Optics Express исследователи описывают полностью легкую сеть связи и демонстрируют видеосвязь в реальном времени между узлами сети. Они также показывают, что он может одновременно поддерживать как проводной, так и беспроводной доступ к устройствам и осуществлять двунаправленную передачу данных между сетевыми узлами. Обе возможности являются ключевыми для одновременного предоставления различных услуг разным пользователям.

«Всесветовая связь может быть использована, например, в океанах и озерах, где датчики собирают экологические данные и связываются с надводными буями», — сказал Ван. «Затем данные можно будет отправлять по беспроводной сети по поверхности воды или по каналам передачи данных на большие расстояния между городами. Сеть также может подключаться к Интернету через модем, предоставляя людям, которые могут находиться в удаленном месте океана, доступ к магистральная сеть для обмена информацией».

Создание интегрированной сети

Сети беспроводной световой связи часто разрабатываются для конкретных сценариев и несовместимы с другими системами связи . Создание взаимосвязей между космосом, воздухом и морем требует сложной задачи объединения нескольких технологий таким образом, чтобы создать единую коммуникационную сеть. Для этого исследователи использовали четыре спектра света для установления беспроводных световых каналов связи для четырех различных сред или приложений.

Они использовали синий свет для подводной связи, поскольку морская вода имеет уменьшенное окно поглощения сине-зеленого света, что позволяет ему распространяться под водой дальше, чем волны других длин волн. Это может позволить использовать систему для управления беспилотными подводными аппаратами или установления связи между подводными устройствами и буями. Белые светодиоды используются для передачи информации между объектами, такими как буи или корабли, находящиеся над водой.

Для связи с бортовыми устройствами, такими как дроны, используется глубокий ультрафиолет. Это обеспечивает солнечную слепую связь, что предотвращает помехи от солнечного света.

Наконец, для двухточечной связи в свободном пространстве были применены лазерные диоды ближнего инфракрасного диапазона, поскольку они излучают направленный свет с высокой оптической мощностью. Исследователи также спроектировали сеть таким образом, чтобы обеспечить беспроводной или проводной доступ к Интернету на основе схемы TCP/IP, что делает ее полезной для приложений Интернета вещей.

Подключение источников света

«Было важно создать единый режим передачи данных с помощью синего света , белого света, глубоких ультрафиолетовых волн и лазерных диодов, чтобы мы могли интегрировать их с помощью коммутаторов Ethernet», — сказал Ван.

«Чтобы сделать эту работу возможной, светодиоды и схемы модуляции определяют пропускную способность сети, в то время как лавинный фотодиод ограничивает диапазон передачи, а оптический полосовой фильтр изолирует нужные световые сигналы от сигналов в других спектрах».

Исследователи показали, что сеть связи, основанная на полном освещении, может осуществлять полнодуплексную видеосвязь в реальном времени и передачу данных датчиков, изображений и аудиофайлов через проводной и беспроводной доступ.

Полнодуплексное видео означает, что видео может передаваться и приниматься одновременно, что необходимо для таких приложений, как видеоконференции. Когда в сеть подавалось видео с разрешением 2560 × 1440 и 1920 × 1080 пикселей и частотой 22 кадра в секунду, оно оставалось четким с небольшой задержкой. С помощью инструмента анализа сетевых пакетов был измерен максимальный коэффициент потери пакетов 5,80% и задержка передачи менее 74 миллисекунд.

Теперь исследователи стремятся повысить пропускную способность полностью световой сети связи, используя мультиплексирование с разделением по длине волны, чтобы устранить узкие места, вызванные светодиодами. Это поможет повысить общую эффективность и производительность сети. Они также работают над тем, чтобы разрешить использование мобильных узлов, а не только фиксированных узлов, что требует решения проблемы выравнивания света. Это особенно важно для использования с подводным оборудованием и дронами.

Сеть связи All-light соединяет космос, воздух и море для обеспечения бесперебойной связи



Новости партнеров