Los algoritmos de procesamiento de señales mejoran la turbulencia en las pruebas ópticas en el espacio libre

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

El equipo de investigadores, del Instituto Aston de Tecnologías Fotónicas de la Universidad de Aston y la Universidad de Glasgow, utilizó linternas fotónicas disponibles comercialmente, un transpondedor comercial y un modulador de luz espacial para emular la turbulencia. Al aplicar un algoritmo de procesamiento de señal digital de cancelación de interferencia sucesiva, lograron resultados récord.

Los hallazgos se publican en el Revista de tecnología Lightwave.

La tecnología óptica de espacio libre transmite datos de forma inalámbrica en forma de luz a través del aire que nos rodea, llamado «espacio libre», para su uso en telecomunicaciones o redes informáticas. Debido a que la comunicación óptica en el espacio libre no requiere el costoso tendido de cables de fibra, se considera un desarrollo emocionante para llevar las comunicaciones a lugares donde existe una infraestructura 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 espesa pueden difractar o centellear el haz de luz, creando turbulencias que provocan la pérdida de datos.

Los investigadores transmitieron simultáneamente múltiples señales de datos utilizando diferentes haces de luz de forma espacial utilizando la llamada linterna fotónica. La turbulencia cambia la forma de los haces, a menudo perdiendo la señal si solo se transmite y detecta una sola forma simple, pero al detectar la luz con estas formas usando una segunda linterna, se recolecta más luz en el receptor y los datos originales pueden ser descifrado. Esto puede reducir en gran medida el impacto de la atmósfera en la calidad de los datos recibidos, en una técnica conocida como procesamiento de señales digitales de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO).

El profesor Andrew Ellis de la Universidad de Aston dijo: «Usando un solo haz, cuando se transmitía un solo haz, la turbulencia similar a la de un día caluroso y soleado destruía la señal el 50 % del tiempo. Al transmitir múltiples haces de diferentes formas a través de los mismos telescopios y detectar las diferentes formas, no solo aumentamos la disponibilidad a más del 99 %, sino que aumentamos la capacidad a más de 500 Gbit/s, o más de 500 enlaces ultrarrápidos de banda ancha de fibra pura».

Actualmente se está llevando a cabo un proyecto que investiga 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 intentar brindar 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 la necesidad de instalar cables. 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 vincularse a fuentes de fibra cercanas en suburbios más prósperos.

El profesor Ellis dijo: «Nuestro papel en el proyecto es analizar el impacto y el beneficio educativo que tendrá la óptica de espacio libre para los niños en edad escolar que finalmente podrán acceder a Internet».