מערכת תקשורת ג'יגה-ביט פורצת דרך משלבת לייזרים וגלי רדיו לשימוש בתנאי מזג אוויר קשים.

צוות מחקר מאוניברסיטת דא נאנג פיתח בהצלחה מערכת תקשורת אלחוטית במהירות ג'יגה-ביט לשנייה המשלבת באופן גמיש לייזרים וגלי רדיו, פועלת בזמן אמת ומתאימה את עצמה לתנאי מזג האוויר, ופותחת פתרון קישוריות פס רחב אמין עבור אזורים מרוחקים.

פרויקט המחקר "פיתוח מערכת העברת נתונים ג'יגה-ביט אמינה ביותר המשלבת באופן חכם גלי לייזר ורדיו עבור אזורים עם שטח מורכב ותנאי מזג אוויר קשים", במימון הקרן הלאומית לפיתוח מדע וטכנולוגיה (NAFOSTED), בוצע על ידי פרופ' עמית ד"ר נגוין טאן הונג, מאוניברסיטת דא נאנג, ועמיתיו.

סימולציה כללית של מערכת צימוד בין FSO לגלי רדיו עבור אזורים עם שטח מחוספס ותנאי מזג אוויר קשים.

לדברי ד"ר נגוין טאן הונג, תקשורת אלחוטית באמצעות אור לייזר היא טכנולוגיית העברת מידע במהירות גבוהה שניתן להתקין במהירות ובעלות נמוכה בהרבה מטכנולוגיית כבלים אופטיים, במיוחד באזורים עם שטח מורכב כמו גבעות, הרים, נהרות או אזורים עירוניים עם צפיפות גבוהה של בניינים גבוהים.

באזורים שנפגעים לעתים קרובות מאסונות טבע כמו סופות ושיטפונות, בניית מערכת רשת באמצעות כבלים היא קשה מאוד. אסונות טבע יכולים להרוס לחלוטין מערכות כבלים, ושיקום יכול להימשך חודשים ואף שנים. בינתיים, ניתן לשקם שידור אלחוטי באמצעות לייזרים תוך ימים, או אפילו שעות, לאחר אסון. לכן, טכנולוגיה זו נחשבת לטכנולוגיית התקשורת המהירה המתאימה ביותר לאזורים כפריים, אזורים מרוחקים ואזורים הרריים עם שטח קשה ומועדים לאסונות טבע בווייטנאם.

עם זאת, FSO ניצבת גם בפני אתגרים משמעותיים, כגון רגישות גבוהה לערפל, עשן, גשם וארוסולים אטמוספריים, אשר פוגעים באותות ומשבשים חיבורים. שיפור האמינות הופך לגורם מפתח לאימוץ נרחב של טכנולוגיה זו.

בהתבסס על צורך מעשי זה, הפרויקט בראשות פרופ' ד"ר נגוין טאן הונג מתמקד בפיתוח מערכת תקשורת אלחוטית המשתמשת בלייזרים במהירות גבוהה (ג'יגה-ביט לשנייה) עם תצורה גמישה ועיבוד בזמן אמת כדי לעמוד בתנאי מזג אוויר שונים.

כדי להשיג זאת, הפרויקט מציע להשתמש בטכניקות קידוד בעלות יעילות ספקטרלית ויעילות אנרגטית גבוהה, כגון אפנון פאזה ואמפליטודה רב-פסים (CAP) או ריבוב חלוקת תדרים אורתוגונלי (OFDM), בשילוב עם טכניקות מתקדמות של איזון ערוצים לשיפור איכות השידור. טכניקות סינון פולסים מתקדמות כגון פורמטי פולסים Xia ו-SRRC משמשות גם הן לשיפור יעילות המערכת. המערכת מיושמת בזמן אמת על פלטפורמת מערכת על שבב (SoC) באמצעות טכנולוגיית FPGA.

יתר על כן, כדי למנוע הפרעות בחיבור עקב מזג אוויר גרוע ולהבטיח אמינות ערוץ, פרויקט זה מציע פתרון מיתוג רך לתקשורת אלחוטית בלייזר במהירות גבוהה ומערכות תקשורת רדיו RF באמצעות מנגנון בקרת הספק אוטומטי המבוסס על תנאי מזג האוויר. זוהי שיטה חדשנית ויעילה משום שהיא מאפשרת למערכת לשלוט בעצמה באופן אוטומטי בהתאם לתנודות מזג האוויר. בהתבסס על כך, משאבים מחולקים בצורה אופטימלית בין ערוצי הלייזר והרדיו כדי להבטיח המשכיות המערכת במהירות השידור הגבוהה ביותר.

הפתרונות והטכניקות המוצעים של פרויקט זה זכו להוקרה באמצעות פטנט, שני פרסומים בכתבי עת בינלאומיים יוקרתיים ותרומות להכשרת סטודנטים לתארים מתקדמים. הפרויקט יושם בשיתוף פעולה בינלאומי עם אוניברסיטת נורת'ומבריה, בריטניה, מוסד מחקר מוביל עולמי בתחום התקשורת האלחוטית מבוססת לייזר.

המערכת הניסויית לפרויקט מחקר זה ממוקמת באוניברסיטת נורת'ומבריה, בריטניה.

פרופסור חבר ד"ר נגוין טאן הונג, שנציג צוות המחקר, שיתף כי הצוות מצפה שהשיטות והמבנים הטכניים שפותחו יתגברו על המגבלות של רשתות תקשורת תקשורת מסורתיות (FSOs), ויקרבו את טכנולוגיית העברת הנתונים בג'יגה-ביט ליישומים מעשיים בווייטנאם. כאשר הוא מחובר לאינטרנט מהיר, פתרון זה יכול להביא ערך כלכלי , חינוכי וחברתי למיליוני אנשים החיים באזורים מרוחקים ואזורים המושפעים לעתים קרובות מאסונות טבע - שבהם הצורך במערכת תקשורת בת קיימא הוא תמיד דחוף.

המרכז לתקשורת מדע וטכנולוגיה

מקור: 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