تقنية أبسط للإتصالات الضوئية

أنظمة الاتصالات بالضوء المرئي جيدة في نقل كميات هائلة من البيانات، ولكن لكي يتم اعتمادها على نطاق واسع، يجب أن تكون بسيطة قدر الإمكان. ولهذه الغاية، طور الباحثون في الصين جهازًا يسمى مُعادل VLC او VLC Equalizer، يعتمد على دائرة من الرتبة الأولى. قدم الباحثون نتائج عملهم في 24 أكتوبر في مجلة IEEE Photonics Technology Letters.

تساعد المُعادلات “Equalizers” في تعويض التشوه عند إرسال الإشارات واستقبالها.

“عندما يتم معادلة إشارة الإرسال، فإن خصائص نطاق التردد للإشارة عند المدخل يتم إعادة إنتاجها  عند المخرج،” كما يوضح Xiaodong Liu، أستاذ مشارك في كلية هندسة المعلومات بجامعة Nanchang، الذي شارك في الدراسة.

في السابق، سعى فريق بحثي إلى إنشاء مُعادل يمكنه توسيع عرض النطاق الترددي لمصابيح  LED من 3 ميجاهرتز إلى 143 ميجاهرتز. ومع ذلك، يتطلب هذا النظام دوائر من الرتبة الثانية، والتي تحتوي على مكونات أكثر من الدوائر من الرتبة الأولى، وبالتالي فهي أكثر صعوبة في التصنيع.

سعى ليو وزملاؤه إلى نظام أبسط. “يهدف مخطط الرتبة الأولى النشط السلبي الهجين

( hybrid active-passive single-order) المقترح إلى تحقيق التوازن من خلال دمج وحدة نشطة في بنية الدائرة السلبية (Passive circuit) من الرتبة الأولى. يسعى هذا النهج إلى تعزيز النطاق الترددي مع الحفاظ على الاستقرار وتقليل تعقيد التصميم” ، كما يوضح ليو.

في دراستهم، قام الباحثون باختبار المُعادل الجديد من خلال سلسلة من التجارب. يفيدون بأن النظام يمكنه توسيع نطاق الإضاءة العادية بفعالية حتى 181 ميجاهرتز، وهو زيادة تصل إلى 20 إلى 30 ضعفًا. يقول المؤلفون إنهم يعتقدون أنه يعد أعلى نطاق توسعة عبر مُعادل مقاومة-مكثف يعتمد على دائرة من الرتبة الأولى.

تُظهر التجارب أن النظام يمكنه تحقيق معدل إرسال إجمالي يبلغ 3.12 جيجا بيت في الثانية على مسافة 4 أمتار. أداء معدل خطأ البت أقل من 1.2×10-6.

وهذا يعني أن الإشارة المرسلة تتطابق بشكل وثيق للغاية مع الإشارة المستقبلة، كما يلاحظ يوهاو وانغ، الأستاذ ورئيس مختبر FORSEAI في جامعة نانتشانغ، الذي كان مشاركًا أيضًا في الدراسة.

يخطط ليو و وانغ لإنتاج وحدات تشغيل LED مصغرة عالية السرعة بناءً على المعادل المقترح من قبلهم ، والتي سيتم دمجها في شبكة اتصال إضاءة ذكية تعمل بتقنية Power-Over-Ethernet-) PoE). ستغطي شبكة الاختبار الخاصة بهم 11,000 متر مربع.

“يمكن أن توفر شبكة اتصال الإضاءة الممكّنة بـ PoE توفيرًا في الطاقة يصل إلى 70 في المائة ، وسيتمكن المعادل المقترح من توفير معدلات اتصال تبلغ غيغابيت في الثانية” ، كما يقول وانغ.

المصدر: IEEE SPECTRUM

A Simpler Means for Visible Light Communication – IEEE Spectrum

الترجمة : اسراء ابوشهيوة

التدقيق: اسراء ابوشهيوة