Mejora de perturbaciones en pruebas visuales en espacio libre utilizando algoritmos de procesamiento de señales

Se ha demostrado que los nuevos algoritmos de procesamiento de señales ayudan a mitigar el impacto de la turbulencia en los experimentos fotónicos en el espacio libre, lo que podría acercar un paso más a Internet en el «espacio libre» a la realidad.

El equipo de investigadores, del Instituto Aston de Tecnologías Fotónicas y la Universidad de Glasgow, utilizó linternas fotónicas disponibles comercialmente, un transceptor comercial y un fotomodulador espacial para simular la perturbación. Al aplicar un algoritmo de procesamiento de señales digitales para la cancelación de interferencias en cascada, lograron resultados récord.

Los resultados han sido publicados en el IEEE Journal of Lightwave Technology.

La tecnología óptica de espacio libre transmite datos de forma inalámbrica como luz a través del aire que nos rodea, llamado «espacio libre», para su uso en comunicaciones o redes informáticas. Dado que las comunicaciones ópticas en el espacio libre no requieren el costoso tendido de cables de fibra, se considera un desarrollo emocionante para llevar las comunicaciones a lugares donde la infraestructura es limitada.

Pero debido a que los datos se envían como pulsos de luz, las condiciones climáticas pueden causar problemas. Un día soleado o una niebla densa pueden dispersar o parpadear el haz de luz, creando un parpadeo que provoca la pérdida de datos.

Los investigadores transmitieron simultáneamente múltiples señales de datos usando haces de luz con forma espacial usando lo que se llama una fotolinterna. La perturbación cambia la forma de los haces, a menudo perdiendo la señal si solo se transmite y detecta una forma simple, pero al detectar la luz en estas formas con una segunda linterna, se recolecta más luz en el receptor y los datos originales pueden permanecer intactos. . Esto puede reducir en gran medida el efecto de la atmósfera en la calidad de los datos recibidos, en una técnica conocida como procesamiento de señales digitales de entrada y salida múltiple (MIMO).

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El profesor Andrew Ellis de la Universidad de Aston dijo: «Con un solo haz, cuando se transmite un solo haz, una perturbación que parece un día caluroso y soleado destruye la señal el 50% del tiempo. Al enviar múltiples haces de diferentes formas a través de los mismos telescopios y detectando las diferentes formas, no solo hemos aumentado la disponibilidad a más del 99 %, sino que también hemos aumentado la capacidad a más de 500 Gb/s, o más de 500 enlaces de banda ancha de fibra pura de alta velocidad».

Actualmente se está llevando a cabo un proyecto que analiza las aplicaciones del mundo real de la tecnología FSO en Sudáfrica, donde investigadores de la Universidad de Aston y la Universidad de Glasgow están trabajando con la Universidad de Witwatersrand en Johannesburgo para tratar de llevar el acceso a Internet a las comunidades que viven en asentamientos informales. y escuelas en zonas desfavorecidas.

El proyecto Fiber Before the Fiber tiene como objetivo proporcionar el rendimiento de Internet de una conexión Pure-Fiber sin necesidad de cableado. Utiliza un sistema de comunicación óptica de espacio libre que puede vincularse a sitios remotos utilizando una línea óptica inalámbrica de señal de sitio para conectarse a fuentes de fibra cercanas en suburbios más ricos.

El profesor Ellis dijo: «Nuestro papel en el proyecto es observar el impacto y el beneficio educativo que la óptica sin espacio tendrá en los niños en edad escolar que finalmente tendrán acceso a Internet».

referencia:

  1. Yiming Li, Zhaozhong Chen, Zhouyi Hu, David M. Benton, Abdullah Ali Ali, Muhammad Patel, Martin PJ Lavery, Andrew D. Ellis. Resistencia mejorada a la turbulencia climática con cancelación de interferencia en cascada DSP en modo dividido, duplica los enlaces ópticos de espacio libre. Revista de tecnología Lightwave, 2022; 40 (24): 7769 DOI: 10.1109/JLT.2022.3209092
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