画期的なギガビット通信システムは、レーザーと電波を組み合わせて、厳しい気象条件での使用を可能にします。

ダナン大学の研究チームは、レーザーと電波を柔軟に組み合わせ、リアルタイムで動作し、気象条件に適応する、1秒あたりギガビットの無線通信システムの開発に成功し、遠隔地に信頼性の高いブロードバンド接続ソリューションを提供する。

国立科学技術開発基金（NAFOSTED）の資金提供を受けた研究プロジェクト「複雑な地形と厳しい気象条件の地域向けにレーザーと電波をインテリジェントに組み合わせた信頼性の高いギガビットデータ伝送システムの開発」は、ダナン大学のグエン・タン・フン准教授とその同僚によって実施されました。

険しい地形と厳しい気象条件の地域における FSO と電波の結合システムの一般的なシミュレーション。

グエン・タン・フン博士によると、レーザー光を使用した無線通信は、特に丘、山、川などの複雑な地形の地域や、高層ビルが密集した市街地では、光ファイバーケーブル技術よりもはるかに低コストで迅速に設置できる高速情報伝送技術です。

暴風雨や洪水などの自然災害が頻発する地域では、ケーブルを用いたネットワークシステムの構築は非常に困難です。自然災害はケーブルシステムを完全に破壊し、復旧には数か月、場合によっては数年かかることもあります。一方、レーザーを用いた無線伝送は、災害発生後数日、あるいは数時間で復旧可能です。そのため、この技術は、ベトナムの農村部、遠隔地、山岳地帯など、地形が険しく自然災害が発生しやすい地域に最適な高速通信技術と考えられています。

しかし、FSOは霧、煙、雨、大気エアロゾルの影響を強く受けやすく、信号劣化や接続障害といった大きな課題にも直面しています。この技術が広く普及するには、信頼性の向上が鍵となります。

この実際的なニーズに基づき、グエン・タン・フン准教授が率いるプロジェクトでは、さまざまな気象条件に対応できる柔軟な構成とリアルタイム処理を備えた高速レーザー（ギガビット/秒）を使用した無線通信システムの開発に重点を置いています。

これを実現するために、本プロジェクトでは、マルチバンド位相振幅変調（CAP）や直交周波数分割多重（OFDM）といった、スペクトル効率とエネルギー効率に優れた符号化技術と、高度なチャネルイコライゼーション技術を組み合わせることで伝送品質を向上させることを提案しています。また、XiaやSRRCパルスフォーマットといっ​​た高度なパルスフィルタリング技術もシステム効率の向上に活用されています。このシステムは、FPGA技術を用いたシステムオンチップ（SoC）プラットフォーム上にリアルタイムで実装されます。

さらに、悪天候による接続中断を回避し、チャネルの信頼性を確保するため、本プロジェクトでは、気象条件に基づく自動電力制御メカニズムを介した高速レーザー無線通信およびRF無線通信システムのソフトスイッチングソリューションを提案します。これは、気象変動に応じてシステムが自動的に自己制御できるため、斬新かつ効果的な手法です。これにより、レーザーチャネルと無線チャネル間でリソースが最適に配分され、最高伝送速度でのシステム継続性が確保されます。

このプロジェクトで提案されたソリューションと技術は、特許取得、権威ある国際誌への2本の論文掲載、そして大学院生の教育への貢献を通じて高く評価されています。本プロジェクトは、レーザー無線通信における世界有数の研究機関である英国ノーサンブリア大学との国際共同研究によって実施されました。

この研究プロジェクトの実験システムは、英国ノーサンブリア大学にあります。

研究チームを代表して、グエン・タン・フン准教授は、開発された手法と技術構造によって従来のFSOの限界を克服し、ギガビットデータ伝送技術をベトナムにおける実用化に近づけることができると期待していると述べました。このソリューションは高速インターネットに接続することで、遠隔地や自然災害の被害が頻発する地域に住む何百万人もの人々に経済的、教育的、そして社会的価値をもたらすことができます。これらの地域では、持続可能な通信システムの必要性が常に切実に求められています。

科学技術コミュニケーションセンター

出典: 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