شبكة اتصالات جديدة تعتمد على الضوء تعمل في البر والبحر والجو!
تم تطوير شبكة اتصالات جديدة تعتمد على الضوء من خلال التعاون البحثي بين جامعة نانجينغ للبريد والاتصالات وشركة Suzhou Lighting Chip Monolithic Optoelectronics Technology في الصين، مما يجعل الاتصال السلس على الأرض وفي البحر وفي الجو حقيقة واقعة.
في حين أن المناطق الحضرية قد تتمتع بمزايا الإنترنت اللاسلكي 5G، إلا أن العديد من المناطق في جميع أنحاء العالم لا تزال بحاجة إلى النطاق العريض. حتى مع رغبة إيلون ماسك في جعل اتصالات الإنترنت فائقة السرعة في الفضاء هي القاعدة، لا يمكن تقديم الخدمات للأنشطة الموجودة تحت سطح البحر حيث تتطلب الأبحاث والاستكشاف ذلك.
لقد اعتمدت البشرية على تكنولوجيا الاتصالات القائمة على موجات الراديو لفترة طويلة، ولم تتحول إلى الاتصالات البصرية إلا في الآونة الأخيرة. على الرغم من أن الاتصالات الضوئية سريعة، إلا أن بعض القيود تمنعها من تسهيل التوصيلات البينية السلسة. بحث فريق البحث في الصين في عيوب الاتصالات المعتمدة على الضوء. لقد توصلت إلى نهج مبتكر يجعل الاتصالات غير المنقطعة ممكنة.
شبكة اتصالات متعددة الأطياف
تم استخدام شبكات الاتصالات القائمة على الضوء في سيناريوهات محددة. ولذلك، لا يمكن تشغيلها عبر وسائط مختلفة، مثل الماء والهواء. لإنشاء شبكة سلسة، يجب التغلب على هذه العقبة أولاً. ولذلك، تحول الباحثون إلى أربعة أطياف من الضوء لتطوير شبكة اتصالات قابلة للتشغيل البيني.
استخدم الفريق الضوء الأزرق للتطبيقات تحت سطح البحر نظرًا لأن مياه البحر لديها نافذة امتصاص منخفضة للضوء الأزرق والأخضر مقارنة بالأطوال الموجية الأخرى. وهذا يسمح للإشارات بالانتقال لمسافة أبعد تحت الماء والتواصل مع الأجهزة أو العوامات الموجودة تحت الماء.
وفوق الماء، تم استخدام مصابيح LED البيضاء لنقل المعلومات بين العوامات والسفن أو المركبات فوق الماء.
في الهواء، تم استخدام الضوء فوق البنفسجي العميق للاتصالات حيث أن طيف الضوء محمي من تداخل أشعة الشمس. وفي الفضاء الخارجي، تم استخدام طيف الأشعة تحت الحمراء القريبة. ولجعل النظام مفيدًا في السيناريو الحالي، أنشأ الباحثون أيضًا شبكة تسمح للأجهزة المختلفة بالوصول إلى الإنترنت من خلال نظام TCP/IP حتى تتمكن الأجهزة من العمل كمحطات إنترنت الأشياء (IoT).
ما مدى جودة عمل الاتصالات المعتمدة على الضوء؟
وأضاف وانغ: "لجعل هذا العمل ممكنًا، تحدد مصابيح LED وأنظمة التعديل إنتاجية الشبكة بينما يحد الصمام الثنائي الضوئي الانهياري من نطاق الإرسال، ويقوم مرشح تمرير النطاق البصري بعزل إشارات الضوء المطلوبة عن تلك الموجودة في الأطياف الأخرى".
لقد أثبت الباحثون بنجاح أن الشبكة يمكنها إنجاز اتصالات فيديو مزدوجة كاملة في الوقت الفعلي ونقل البيانات والصور والملفات الصوتية من خلال الوصول السلكي واللاسلكي. يسمح الفيديو المزدوج الكامل بإرسال المحتوى واستقباله في وقت واحد، وهو شرط لتطبيقات مثل مؤتمرات الفيديو.
قام الباحثون بتغذية مقاطع فيديو في الوقت الفعلي بدقة 2560 × 1440 و1920 × 1080 بكسل في الشبكة بمعدل 22 إطارًا في الثانية. لقد تم استقبالهم بوضوح دون أي تأخير. وكان الحد الأقصى لنسبة فقدان الحزمة 5.80 بالمائة، وكان تأخير الإرسال 74 مللي ثانية، كما أكدته أداة تحليل حزم الشبكة.
ويعمل الفريق حاليًا على تحسين الشبكة باستخدام تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي لإزالة الاختناقات الناجمة عن استخدام مصابيح LED. وذكر بيان صحفي أن هذا سيؤدي أيضًا إلى تحسين الكفاءة والأداء العام للشبكة.
ونشرت نتائج البحث في مجلة Optical Express.
#Newinternet
#light