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Foi demonstrado que novos algoritmos de processamento de sinal ajudam a mitigar o impacto da turbulência em experimentos ópticos de espaço livre, potencialmente trazendo a Internet do ‘espaço livre’ um passo mais perto da realidade.
A equipe de pesquisadores, do Instituto Aston de Tecnologias Fotônicas da Universidade de Aston e da Universidade de Glasgow, usou lanternas fotônicas disponíveis comercialmente, um transponder comercial e um modulador de luz espacial para emular a turbulência. Ao aplicar um algoritmo de processamento de sinal digital de cancelamento de interferência sucessivo, eles alcançaram resultados recordes.
As descobertas são publicadas no Jornal IEEE de Tecnologia Lightwave.
A tecnologia óptica de espaço livre transmite dados sem fio como luz através do ar ao nosso redor – chamado ‘espaço livre’ – para uso em telecomunicações ou redes de computadores. Como a comunicação óptica de espaço livre não requer a dispendiosa instalação de cabos de fibra, ela é vista como um desenvolvimento empolgante para levar as comunicações a locais onde a infraestrutura existente é limitada.
Mas como os dados são enviados como pulsos de luz, as condições climáticas podem causar problemas. Um dia ensolarado ou nevoeiro espesso pode difratar ou cintilar o feixe de luz, criando turbulência que causa a perda de dados.
Os pesquisadores transmitiram simultaneamente vários sinais de dados usando diferentes feixes de luz com formato espacial usando a chamada lanterna fotônica. A turbulência altera a forma dos feixes, muitas vezes perdendo o sinal se apenas uma única forma simples for transmitida e detectada, mas ao detectar a luz com essas formas usando uma segunda lanterna, mais luz é coletada no receptor e os dados originais podem ser descompactado. Isso pode reduzir bastante o impacto da atmosfera na qualidade dos dados recebidos, em uma técnica conhecida como processamento de sinal digital de entrada múltipla e saída múltipla (MIMO).
O professor Andrew Ellis, da Universidade de Aston, disse: “Usando um único feixe, quando um único feixe foi transmitido, a turbulência semelhante a um dia quente e ensolarado destruiu o sinal 50% do tempo. Ao transmitir múltiplos feixes de diferentes formas através dos mesmos telescópios e detectar as diferentes formas, não apenas aumentamos a disponibilidade para mais de 99%, como também aumentamos a capacidade para mais de 500 Gbit/s, ou mais de 500 links ultrarrápidos de banda larga Pure-Fibre.”
Um projeto que investiga as aplicações da tecnologia FSO no mundo real está atualmente em andamento na África do Sul, onde pesquisadores da Aston University e da Glasgow University estão trabalhando com a University of the Witwatersrand em Joanesburgo para tentar levar o acesso à Internet a comunidades que vivem em assentamentos informais e escolas. em áreas carentes.
O Projeto Fibra Antes da Fibra, visa proporcionar a performance de internet de uma conexão Pure-Fibre sem a necessidade de instalação de cabos. Ele usa um sistema de comunicação óptica de espaço livre que pode conectar-se a locais remotos usando uma linha óptica sem fio de sinal local para conectar-se a fontes de fibra próximas em subúrbios mais ricos.
O professor Ellis disse: “Nosso papel no projeto é observar o impacto e o benefício educacional que a ótica do espaço livre terá para as crianças em idade escolar que finalmente poderão acessar a Internet”.
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