يجمع نظام اتصالات جيجابت متطور بين الليزر والموجات الراديوية للاستخدام في الظروف الجوية القاسية.

نجح فريق بحثي من جامعة دا نانغ في تطوير نظام اتصالات لاسلكية بسرعة جيجابت في الثانية يجمع بمرونة بين الليزر والموجات الراديوية، ويعمل في الوقت الفعلي، ويتكيف مع الظروف الجوية، مما يفتح حلاً موثوقًا للاتصال واسع النطاق للمناطق النائية.

تم تنفيذ مشروع البحث "تطوير نظام نقل بيانات جيجابت عالي الموثوقية يجمع بذكاء بين الليزر والموجات الراديوية للمناطق ذات التضاريس المعقدة والظروف الجوية القاسية"، الممول من قبل المؤسسة الوطنية لتطوير العلوم والتكنولوجيا (NAFOSTED)، من قبل الأستاذ المشارك الدكتور نغوين تان هونغ، جامعة دا نانغ، وزملائه.

محاكاة عامة لنظام اقتران بين الاتصالات البصرية في الفضاء الحر والموجات الراديوية للمناطق ذات التضاريس الوعرة والظروف الجوية القاسية.

وفقًا للدكتور نغوين تان هونغ، فإن الاتصالات اللاسلكية باستخدام ضوء الليزر هي تقنية نقل معلومات عالية السرعة يمكن تركيبها بسرعة وبتكلفة أقل بكثير من تقنية كابلات الألياف الضوئية، خاصة في المناطق ذات التضاريس المعقدة مثل التلال والجبال والأنهار أو المناطق الحضرية ذات الكثافة العالية من المباني الشاهقة.

في المناطق المعرضة للكوارث الطبيعية كالعواصف والفيضانات، يُعدّ إنشاء شبكة اتصالات باستخدام الكابلات أمرًا بالغ الصعوبة. إذ يمكن للكوارث الطبيعية أن تُدمر شبكات الكابلات تدميرًا كاملًا، وقد تستغرق عملية إعادة تأهيلها شهورًا أو حتى سنوات. في المقابل، يمكن استعادة الإرسال اللاسلكي باستخدام الليزر في غضون أيام، أو حتى ساعات، بعد وقوع الكارثة. لذا، تُعتبر هذه التقنية الأنسب للاتصالات عالية السرعة في المناطق الريفية والنائية والجبلية ذات التضاريس الوعرة والمعرضة للكوارث الطبيعية في فيتنام.

مع ذلك، تواجه تقنية الاتصالات البصرية في الفضاء الحر تحديات كبيرة، مثل حساسيتها العالية للضباب والدخان والمطر والهباء الجوي، مما يؤدي إلى ضعف الإشارات وانقطاع الاتصالات. لذا، يُعد تحسين الموثوقية عاملاً أساسياً لانتشار هذه التقنية على نطاق واسع.

وانطلاقاً من هذه الحاجة العملية، يركز المشروع الذي يقوده الأستاذ المشارك الدكتور نغوين تان هونغ على تطوير نظام اتصالات لاسلكية باستخدام أشعة ليزر عالية السرعة (جيجابت في الثانية) مع تكوين مرن ومعالجة في الوقت الحقيقي لتلبية مختلف الظروف الجوية.

لتحقيق ذلك، يقترح المشروع استخدام تقنيات تشفير ذات كفاءة طيفية وطاقية عالية، مثل تعديل الطور والسعة متعدد النطاقات (CAP) أو تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (OFDM)، بالإضافة إلى تقنيات متقدمة لمعادلة القنوات لتحسين جودة الإرسال. كما تُستخدم تقنيات ترشيح نبضات متقدمة، مثل تنسيقات نبضات Xia وSRRC، لتعزيز كفاءة النظام. يُنفذ النظام في الوقت الفعلي على منصة نظام على شريحة (SoC) باستخدام تقنية FPGA.

علاوة على ذلك، ولتجنب انقطاعات الاتصال بسبب سوء الأحوال الجوية وضمان موثوقية القناة، يقترح هذا المشروع حلاً للتبديل السلس لأنظمة الاتصالات اللاسلكية الليزرية عالية السرعة وأنظمة الاتصالات اللاسلكية بترددات الراديو، وذلك من خلال آلية تحكم تلقائية في الطاقة تعتمد على الأحوال الجوية. تُعد هذه الطريقة مبتكرة وفعالة لأنها تسمح للنظام بالتحكم الذاتي تلقائيًا وفقًا لتقلبات الطقس. وبناءً على ذلك، يتم توزيع الموارد على النحو الأمثل بين قنوات الليزر والراديو لضمان استمرارية النظام بأعلى سرعة نقل.

حظيت الحلول والتقنيات المقترحة في هذا المشروع بالتقدير من خلال براءة اختراع مُنحت، ونشر بحثين في مجلات دولية مرموقة، والمساهمة في تدريب طلاب الدراسات العليا. نُفذ المشروع بالتعاون الدولي مع جامعة نورثمبريا في المملكة المتحدة، وهي مؤسسة بحثية رائدة عالميًا في مجال الاتصالات اللاسلكية القائمة على الليزر.

يقع النظام التجريبي لهذا المشروع البحثي في ​​جامعة نورثمبريا، المملكة المتحدة.

أوضح الأستاذ المشارك الدكتور نغوين تان هونغ، ممثلاً لفريق البحث، أن الفريق يتوقع أن تتجاوز الأساليب والهياكل التقنية المطورة قيود أنظمة الاتصالات الضوئية التقليدية، مما يُقرّب تقنية نقل البيانات فائقة السرعة (جيجابت) من التطبيقات العملية في فيتنام. وعند ربطها بشبكة إنترنت فائقة السرعة، يُمكن لهذا الحل أن يُحقق قيمة اقتصادية وتعليمية واجتماعية لملايين الأشخاص الذين يعيشون في المناطق النائية والمناطق المعرضة للكوارث الطبيعية بشكل متكرر، حيث تشتد الحاجة إلى نظام اتصالات مستدام.

مركز الاتصالات العلمية والتكنولوجية

المصدر: https://mst.gov.vn/dot-pha-he-thong-truyen-thong-gigabit-ket-hop-laser-va-song-vo-tuyen-trong-dieu-kien-thoi-tiet-khac-nghiet-197251212001734068.htm