Свет вместо кабеля: лазеры меняют правила передачи данных

Мобильные сети следующего поколения стирают границы между воздухом, сушей и океаном.

Ученые разработали прототип мобильной сети на основе света, которая обеспечивает стабильную связь в воздухе, на суше и под водой, даже когда узлы сети находятся в движущихся транспортных средствах. Это открытие может изменить подход к передаче данных в сложных средах, включая навигацию, реагирование на чрезвычайные ситуации, научные исследования и коммерческие операции.

Новая система объединяет различные источники света для поддержания стабильной связи, обеспечивая динамическое выравнивание оптического пути между движущимися узлами и двустороннюю передачу данных в реальном времени. Эта архитектура обеспечивает высоконадежное соединение независимо от операционной среды.

В статье описан эксперимент с двумя прототипами, установленными на движущихся транспортных средствах. Устройствам удается обмениваться световыми сигналами между узлами в воздушной и подводной среде. Все системы соединены между собой коммутаторами Ethernet, обеспечивающими доступ к различным терминалам.

Использование зеленого света для мобильной связи, синего лазера для подводной передачи данных и глубокого ультрафиолета для беспроводной связи без помех от солнечного излучения обеспечивает стабильную работу сети. Для получения информации использовался лазерный диод с длиной волны 850 нм.

Ключевым нововведением является решение проблемы выравнивания оптического пути. Ученые разработали модуль идентификации изображений и систему световой связи, которые установлены на трехосном гироскопическом стабилизаторе. Система идентификации изображения улавливает свет от других узлов и передает управляющие сигналы на стабилизатор, который помогает поддерживать выравнивание оптического пути в реальном времени. Это обеспечивает стабильную двустороннюю передачу данных даже при движении узлов сети.

В ходе экспериментов система продемонстрировала возможность передачи данных со скоростью до 4 Мбит/с. которого достаточно для передачи видео и звука. Испытания проводились как на открытой местности, так и в закрытом резервуаре с водой, продемонстрировав успешную совместимость между воздушной и подводной средой. Также система обеспечивала доступ в Интернет через Wi-Fi.

/В будущие планы исследователей входит объединение проводных и беспроводных узлов, использующих разные длины волн света, а также интеграция с радио, гидролокаторами и другими технологиями.. В будущем планируют разработать систему, сочетающую связь через свободное пространство и на уровне микрочипов, что позволит создать мощные информационно-вычислительные платформы. Это новый и интересный подход, который действительно может многое изменить в сфере мобильной связи.