Алгоритмы обработки сигналов улучшили турбулентность при оптических испытаниях в свободном пространстве

  • Пользователь Алексей Коровин опубликовал
  • 23 декабря 2022 г., 13:50:32 MSK
  • 0 комментариев
  • 59 просмотров
Было показано, что новые алгоритмы обработки сигналов помогают смягчить влияние турбулентности в оптических экспериментах в свободном пространстве, потенциально приближая интернет "свободного пространства" на шаг к реальности.

Было показано, что новые алгоритмы обработки сигналов помогают смягчить влияние турбулентности в оптических экспериментах в свободном пространстве, потенциально приближая интернет "свободного пространства" на шаг к реальности.

Команда исследователей из Астонского института фотонных технологий при Университете Астон и Университета Глазго использовала имеющиеся в продаже фотонные фонари, коммерческий транспондер и пространственный модулятор света для имитации турбулентности. Применив последовательный алгоритм цифровой обработки сигналов с подавлением помех, они добились рекордных результатов.

Полученные результаты опубликованы в IEEE Journal of Lightwave Technology.

Оптическая технология свободного пространства беспроводно 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 оптоволоконных кабелей, это рассматривается как захватывающее развитие в обеспечении связи в местах с ограниченной существующей инфраструктурой.

Но поскольку данные передаются в виде световых импульсов, погодные условия могут вызвать 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 расшифрованы. Это может значительно снизить влияние атмосферы на качество принимаемых данных с помощью технологии, известной как цифровая обработка сигналов с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO).

Профессор Эндрю Эллис из Астонского университета сказал: "При использовании одного луча, когда передавался один луч, турбулентность, подобная жаркому солнечному дню, уничтожала сигнал в 50% случаев. Передавая несколько лучей разной формы через одни и те же телескопы и обнаруживая разные формы, мы не только увеличили доступность более чем на 99%, но и увеличили пропускную способность до более чем 500 Гбит /с, или более 500 сверхбыстрых широкополосных линий связи по чистому волокну".

Проект, исследующий реальное применение технологии FSO, в настоящее время реализуется в Южной Африке, где исследователи из Астонского университета и Университета Глазго работают с Университетом Витватерсранда в Йоханнесбурге, пытаясь обеспечить доступ в Интернет сообществам, живущим в неформальных поселениях, и школам в неблагополучных районах.

Проект Fibre Before the Fibre направлен на обеспечение производительности интернет-соединения по чистому волокну без необходимости установки кабелей. Он использует систему оптической связи свободного пространства, которая может подключаться к удаленным объектам с помощью беспроводной оптической линии передачи сигнала сайта для подключения к близлежащим оптоволоконным источникам в более богатых пригородах.

Профессор Эллис сказал: "Наша роль в проекте заключается в том, чтобы посмотреть на влияние и образовательную пользу, которую бесплатная космическая оптика окажет на школьников, которые, наконец, смогут получить доступ к Интернету".

Комментарии

0 комментариев