Ένα πρωτοποριακό σύστημα επικοινωνίας gigabit συνδυάζει λέιζερ και ραδιοκύματα για χρήση σε αντίξοες καιρικές συνθήκες.

Μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Ντα Νανγκ ανέπτυξε με επιτυχία ένα ασύρματο σύστημα επικοινωνίας gigabit ανά δευτερόλεπτο που συνδυάζει ευέλικτα λέιζερ και ραδιοκύματα, λειτουργεί σε πραγματικό χρόνο και προσαρμόζεται στις καιρικές συνθήκες, ανοίγοντας μια αξιόπιστη λύση ευρυζωνικής συνδεσιμότητας για απομακρυσμένες περιοχές.

Το ερευνητικό έργο με τίτλο «Ανάπτυξη ενός εξαιρετικά αξιόπιστου συστήματος μετάδοσης δεδομένων gigabit που συνδυάζει έξυπνα λέιζερ και ραδιοκύματα για περιοχές με σύνθετο έδαφος και σκληρές καιρικές συνθήκες», που χρηματοδοτείται από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστήμης και Τεχνολογικής Ανάπτυξης (NAFOSTED), πραγματοποιήθηκε από τον Αναπληρωτή Καθηγητή Δρ. Nguyen Tan Hung, Πανεπιστήμιο του Da Nang, και τους συναδέλφους του.

Γενική προσομοίωση ενός συστήματος σύζευξης μεταξύ FSO και ραδιοκυμάτων για περιοχές με ανώμαλο έδαφος και σκληρές καιρικές συνθήκες.

Σύμφωνα με τον Δρ. Nguyen Tan Hung, η ασύρματη επικοινωνία με χρήση φωτός λέιζερ είναι μια τεχνολογία μετάδοσης πληροφοριών υψηλής ταχύτητας που μπορεί να εγκατασταθεί γρήγορα και με πολύ χαμηλότερο κόστος από την τεχνολογία οπτικών ινών, ειδικά σε περιοχές με σύνθετο έδαφος όπως λόφοι, βουνά, ποτάμια ή αστικές περιοχές με υψηλή πυκνότητα ψηλών κτιρίων.

Σε περιοχές που πλήττονται συχνά από φυσικές καταστροφές, όπως καταιγίδες και πλημμύρες, η κατασκευή ενός συστήματος δικτύου με χρήση καλωδίων είναι πολύ δύσκολη. Οι φυσικές καταστροφές μπορούν να καταστρέψουν ολοσχερώς τα καλωδιακά συστήματα και η αποκατάστασή τους μπορεί να διαρκέσει μήνες ή και χρόνια. Εν τω μεταξύ, η ασύρματη μετάδοση με χρήση λέιζερ μπορεί να αποκατασταθεί εντός ημερών ή και ωρών μετά από μια καταστροφή. Ως εκ τούτου, αυτή η τεχνολογία θεωρείται η καταλληλότερη τεχνολογία επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας για αγροτικές περιοχές, απομακρυσμένες περιοχές και ορεινές περιοχές με δύσκολο έδαφος και επιρρεπείς σε φυσικές καταστροφές στο Βιετνάμ.

Ωστόσο, η FSO αντιμετωπίζει επίσης σημαντικές προκλήσεις, όπως η υψηλή ευαισθησία στην ομίχλη, τον καπνό, τη βροχή και τα ατμοσφαιρικά αερολύματα, τα οποία υποβαθμίζουν τα σήματα και διαταράσσουν τις συνδέσεις. Η βελτίωση της αξιοπιστίας καθίσταται βασικός παράγοντας για την ευρεία υιοθέτηση αυτής της τεχνολογίας.

Με βάση αυτή την πρακτική ανάγκη, το έργο με επικεφαλής τον Αναπληρωτή Καθηγητή Δρ. Nguyen Tan Hung επικεντρώνεται στην ανάπτυξη ενός ασύρματου συστήματος επικοινωνίας που χρησιμοποιεί λέιζερ υψηλής ταχύτητας (Gigabits ανά δευτερόλεπτο) με ευέλικτη διαμόρφωση και επεξεργασία σε πραγματικό χρόνο για την αντιμετώπιση διαφόρων καιρικών συνθηκών.

Για να επιτευχθεί αυτό, το έργο προτείνει τη χρήση τεχνικών κωδικοποίησης με υψηλή φασματική απόδοση και ενεργειακή απόδοση, όπως η πολυζωνική διαμόρφωση φάσης και πλάτους (CAP) ή η ορθογώνια πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας (OFDM), σε συνδυασμό με προηγμένες τεχνικές εξίσωσης καναλιών για τη βελτίωση της ποιότητας μετάδοσης. Προηγμένες τεχνικές φιλτραρίσματος παλμών, όπως οι μορφές παλμών Xia και SRRC, χρησιμοποιούνται επίσης για την ενίσχυση της αποδοτικότητας του συστήματος. Το σύστημα υλοποιείται σε πραγματικό χρόνο σε πλατφόρμα συστήματος σε τσιπ (SoC) χρησιμοποιώντας τεχνολογία FPGA.

Επιπλέον, για την αποφυγή διακοπών σύνδεσης λόγω κακοκαιρίας και τη διασφάλιση της αξιοπιστίας των καναλιών, το έργο αυτό προτείνει μια λύση ομαλής εναλλαγής για ασύρματη επικοινωνία λέιζερ υψηλής ταχύτητας και συστήματα ραδιοεπικοινωνίας RF μέσω ενός αυτόματου μηχανισμού ελέγχου ισχύος που βασίζεται στις καιρικές συνθήκες. Πρόκειται για μια νέα και αποτελεσματική μέθοδο, επειδή επιτρέπει στο σύστημα να αυτοελέγχεται αυτόματα ανάλογα με τις καιρικές διακυμάνσεις. Με βάση αυτό, οι πόροι κατανέμονται βέλτιστα μεταξύ των καναλιών λέιζερ και των ραδιοεπικοινωνιών για να διασφαλιστεί η συνέχεια του συστήματος στην υψηλότερη ταχύτητα μετάδοσης.

Οι προτεινόμενες λύσεις και τεχνικές αυτού του έργου έχουν αναγνωριστεί μέσω ενός χορηγημένου διπλώματος ευρεσιτεχνίας, δύο δημοσιεύσεων σε έγκριτα διεθνή περιοδικά και συνεισφορών στην εκπαίδευση μεταπτυχιακών φοιτητών. Το έργο υλοποιήθηκε σε διεθνή συνεργασία με το Πανεπιστήμιο Northumbria του Ηνωμένου Βασιλείου, ένα παγκοσμίως κορυφαίο ερευνητικό ίδρυμα στις ασύρματες επικοινωνίες με λέιζερ.

Το πειραματικό σύστημα για αυτό το ερευνητικό έργο βρίσκεται στο Πανεπιστήμιο Northumbria, Ηνωμένο Βασίλειο.

Εκπροσωπώντας την ερευνητική ομάδα, ο Αναπληρωτής Καθηγητής Δρ. Nguyen Tan Hung δήλωσε ότι η ομάδα αναμένει ότι οι αναπτυγμένες μέθοδοι και τεχνικές δομές θα ξεπεράσουν τους περιορισμούς των παραδοσιακών FSO, φέρνοντας την τεχνολογία μετάδοσης δεδομένων gigabit πιο κοντά στις πρακτικές εφαρμογές στο Βιετνάμ. Όταν συνδέεται με internet υψηλής ταχύτητας, αυτή η λύση μπορεί να προσφέρει οικονομική , εκπαιδευτική και κοινωνική αξία σε εκατομμύρια ανθρώπους που ζουν σε απομακρυσμένες περιοχές και περιοχές που πλήττονται συχνά από φυσικές καταστροφές - όπου η ανάγκη για ένα βιώσιμο σύστημα επικοινωνίας είναι πάντα επείγουσα.

Κέντρο Επιστημονικής και Τεχνολογικής Επικοινωνίας

Πηγή: 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