Przełomowy gigabitowy system komunikacyjny łączy w sobie lasery i fale radiowe, co pozwala na jego wykorzystanie w trudnych warunkach pogodowych.

Zespołowi badawczemu z Uniwersytetu w Da Nang udało się opracować bezprzewodowy system komunikacyjny o przepustowości gigabitów na sekundę, który elastycznie łączy lasery i fale radiowe, działa w czasie rzeczywistym i dostosowuje się do warunków pogodowych, otwierając niezawodne rozwiązanie w zakresie łączności szerokopasmowej dla odległych obszarów.

Projekt badawczy „Opracowanie wysoce niezawodnego gigabitowego systemu transmisji danych, inteligentnie łączącego fale laserowe i radiowe dla obszarów o złożonym ukształtowaniu terenu i trudnych warunkach pogodowych”, finansowany przez Narodową Fundację Rozwoju Nauki i Technologii (NAFOSTED), został zrealizowany przez doc. dr. Nguyena Tan Hunga z Uniwersytetu w Da Nang i jego współpracowników.

Ogólna symulacja układu sprzężenia pomiędzy FSO i falami radiowymi w obszarach o nierównym terenie i trudnych warunkach pogodowych.

Zdaniem dr. Nguyen Tan Hunga bezprzewodowa komunikacja wykorzystująca światło laserowe to technologia przesyłu informacji o dużej prędkości, którą można szybko wdrożyć i znacznie obniżyć koszty w porównaniu z technologią światłowodów, zwłaszcza na obszarach o złożonym ukształtowaniu terenu, takich jak wzgórza, góry, rzeki, lub w obszarach miejskich o dużym zagęszczeniu wysokich budynków.

Na obszarach często dotkniętych klęskami żywiołowymi, takimi jak burze i powodzie, budowa sieci kablowej jest bardzo trudna. Klęski żywiołowe mogą całkowicie zniszczyć systemy kablowe, a ich odbudowa może trwać miesiące, a nawet lata. Tymczasem transmisja bezprzewodowa z wykorzystaniem laserów może zostać przywrócona w ciągu kilku dni, a nawet godzin po katastrofie. Dlatego technologia ta jest uważana za najodpowiedniejszą technologię szybkiej komunikacji dla obszarów wiejskich, regionów oddalonych i górskich o trudnym terenie, narażonych na klęski żywiołowe w Wietnamie.

Jednak FSO stoi również przed poważnymi wyzwaniami, takimi jak wysoka wrażliwość na mgłę, dym, deszcz i aerozole atmosferyczne, które pogarszają sygnał i zakłócają połączenia. Poprawa niezawodności staje się kluczowym czynnikiem dla powszechnego stosowania tej technologii.

W oparciu o tę praktyczną potrzebę, projekt kierowany przez prof. dr. hab. Nguyen Tan Hunga koncentruje się na opracowaniu bezprzewodowego systemu komunikacji wykorzystującego lasery o dużej prędkości (gigabity na sekundę) z elastyczną konfiguracją i przetwarzaniem w czasie rzeczywistym, aby sprostać zróżnicowanym warunkom pogodowym.

Aby to osiągnąć, projekt proponuje zastosowanie technik kodowania o wysokiej wydajności widmowej i energetycznej, takich jak wielopasmowa modulacja fazy i amplitudy (CAP) lub multipleksowanie z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDM), w połączeniu z zaawansowanymi technikami korekcji kanału w celu poprawy jakości transmisji. Zaawansowane techniki filtrowania impulsów, takie jak formaty impulsów Xia i SRRC, są również wykorzystywane do zwiększenia wydajności systemu. System jest implementowany w czasie rzeczywistym na platformie SoC (system-on-a-chip) z wykorzystaniem technologii FPGA.

Ponadto, aby uniknąć przerw w połączeniu spowodowanych złą pogodą i zapewnić niezawodność kanału, projekt proponuje rozwiązanie z miękkim przełączaniem dla szybkich systemów bezprzewodowej komunikacji laserowej i radiowej komunikacji radiowej RF poprzez automatyczny mechanizm sterowania mocą w zależności od warunków pogodowych. Jest to nowatorska i skuteczna metoda, ponieważ pozwala systemowi na automatyczne sterowanie w zależności od wahań pogody. Dzięki temu zasoby są optymalnie rozdzielane między kanał laserowy i radiowy, co zapewnia ciągłość systemu przy najwyższej prędkości transmisji.

Proponowane rozwiązania i techniki w ramach tego projektu zostały docenione poprzez przyznanie patentu, dwie publikacje w prestiżowych czasopismach międzynarodowych oraz wkład w kształcenie studentów studiów podyplomowych. Projekt został zrealizowany we współpracy międzynarodowej z Uniwersytetem Northumbria w Wielkiej Brytanii, wiodącą na świecie instytucją badawczą w dziedzinie bezprzewodowej komunikacji laserowej.

Eksperymentalny system badawczy znajdujący się na terenie Uniwersytetu Northumbria w Wielkiej Brytanii.

Reprezentując zespół badawczy, profesor nadzwyczajny dr Nguyen Tan Hung powiedział, że zespół spodziewa się, iż opracowane metody i struktury techniczne pokonają ograniczenia tradycyjnych FSO, przybliżając technologię gigabitowej transmisji danych do praktycznych zastosowań w Wietnamie. Po podłączeniu do szybkiego internetu, rozwiązanie to może przynieść korzyści ekonomiczne , edukacyjne i społeczne milionom ludzi mieszkających w odległych obszarach i regionach często dotkniętych klęskami żywiołowymi – gdzie potrzeba zrównoważonego systemu komunikacji jest zawsze pilna.

Centrum Komunikacji Naukowej i Technologicznej

Źródło: 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