Прорыв открывает возможности высокоскоростной беспроводной связи в любом месте

В мире, где все зависит от высокоскоростного Интернета и бесперебойной связи, отсутствие надежного оптоволоконного соединения может стать серьезным препятствием. К счастью, современная технология, известная как оптическая связь в свободном пространстве, FSO, предлагает гибкое решение для развертывания высокоскоростной беспроводной связи в местах, где оптоволоконные соединения недоступны.

FSO привлекает внимание своей универсальностью в различных масштабах эксплуатации. На глобальном уровне она играет решающую роль в создании проектов высокоскоростного спутникового Интернета, таких как Starlink, обеспечивая глобальную связь. На наземном уровне, особенно в маловысотных сценариях, FSO является привлекательным вариантом для организации соединений «последней мили», восстановления после стихийных бедствий и военной связи.

Миниатюрная система FSO

Исследователи из Нанкинского университета (NJU) разработали миниатюрную систему FSO, которая обещает произвести революцию в области высокоскоростной беспроводной связи. Как сообщается в золотом журнале с открытым доступом Advanced Photonics Nexus (APNexus), эта замечательная система достигла поразительной пропускной способности в 9,16 гигабайт в секунду (Гбит/с) на линии связи длиной 1 км. Отличительной особенностью системы является то, что для достижения столь высокой производительности FSO используются легкодоступные коммерческие модули волоконно-оптических приемопередатчиков (без необходимости оптического усиления).

Основу этой миниатюрной FSO-системы составляет пара FSO-устройств. Каждое устройство FSO имеет компактные размеры — 45 см × 40 см × 35 см, массу 9,5 кг и потребляемую мощность около 10 Вт. В состав каждого из них входят оптический приемопередающий модуль, устройство сбора, наведения и сопровождения (APT) и управляющая электроника, которые надежно закрыты в корпусе для работы в защищенных условиях на открытом воздухе. Устройство APT отличается низкодифракционной оптической конструкцией и высокоэффективной 4-ступенчатой системой управления с замкнутым контуром обратной связи.

Благодаря интеграции нескольких датчиков и сложным алгоритмам система FSO демонстрирует потрясающие возможности слежения, позволяя автоматически, быстро и с высокой точностью осуществлять захват и точное слежение всего за 10 минут. Благодаря такой точности ошибка слежения не превышает 3 микрорадиан (мкрад), что обеспечивает низкие средние потери в линии связи — всего 13,7 децибел (дБ) на участке длиной 1 км. Такая точность также исключает необходимость в оптическом усилении. Примечательно, что система FSO позволяет достичь двунаправленной скорости передачи данных в среднем 9,27 Гбит/с на участке длиной 1 км, используя только коммерческие модули приемопередатчиков.

По словам Женды Кси (Zhenda Xie), профессора Школы электронных наук и инженерии NJU и соответствующего автора статьи в APNexus, «эта работа подчеркивает потенциал достижения FSO с помощью коммерчески доступных модулей волоконно-оптических приемопередатчиков». Кси отмечает, что эффективное расстояние в 1 км может быть увеличено; его команда также протестировала оптические линии связи на расстоянии до 4 км, где средние потери увеличились до 18 дБ — вероятно, из-за туманной среды тестирования. „При улучшении погодных условий и оптического усиления можно ожидать увеличения дальности FSO“, — заключает Кси.

Последствия этого достижения очень глубоки. Миниатюрная FSO открывает возможности для высокоскоростной беспроводной связи практически в любом месте, обеспечивая возможность подключения даже в самых сложных условиях. В перспективе эти устройства будут играть ключевую роль в будущем FSO-сетей, предлагая конфигурации «plug-and-play», позволяющие создавать высокоскоростные FSO-каналы за считанные минуты. Эти инновации удовлетворяют растущую потребность в высокоскоростных решениях беспроводной связи, развертываемых в полевых условиях, и устраняют разрыв в возможностях связи в мире, где оставаться на связи как никогда важно.

17.10.2023


Подписаться в Telegram



Хайтек

Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов

Исследователи из Калифорнийского универси...

PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути

Исследователи из Принстона применили спле...

Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ

Ученые из Томского политехнического униве...

Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света

В основе глобальной интернет-связи лежит оптич...

Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения

Мемристорные устройства представляют собой кат...

Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников

Замещающее легирование чужеродными элементами ...

Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло
Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло

Если проникнуть глубоко-глубоко под повер...

Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак
Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак

Загрязнения, извергаемые бурно развивающейся м...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Optica Quantum: Ученые разработали новый метод определения квантовых состояний
Optica Quantum: Ученые разработали новый метод определения квантовых состояний
Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции
Ученые намерены глубже понять жизнь на Земле благодаря имиджеомике
Ученые намерены глубже понять жизнь на Земле благодаря имиджеомике

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса