Μια εντυπωσιακή πρόοδος στον τομέα των δορυφορικών επικοινωνιών σημειώθηκε πρόσφατα στην Κίνα, όπου ερευνητές κατάφεραν να μεταδώσουν δεδομένα από γεωστατικό δορυφόρο στη Γη με ταχύτητα 1 Gigabit ανά δευτερόλεπτο (Gbps), χρησιμοποιώντας laser ισχύος μόλις 2 watt. Η ταχύτητα αυτή είναι πέντε φορές μεγαλύτερη από αυτή που προσφέρει το Starlink της SpaceX, το οποίο λειτουργεί από πολύ χαμηλότερα ύψη, περίπου στα 550 χιλιόμετρα.
Η επιτυχία αυτή τοποθετεί την Κίνα σε ηγετική θέση στον ανταγωνιστικό αγώνα των δορυφορικών επικοινωνιών, αξιοποιώντας την τεχνολογία laser για την ασύρματη μεταφορά δεδομένων από το Διάστημα. Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά ραδιοκύματα, το laser επιτρέπει μεγαλύτερη ακρίβεια, υψηλότερες ταχύτητες και μικρότερες καθυστερήσεις. Ωστόσο, μέχρι τώρα, η βασική πρόκληση αυτής της τεχνολογίας ήταν η ασταθής συμπεριφορά της γήινης ατμόσφαιρας, η οποία μπορεί να στρεβλώσει ή και να αποδυναμώσει τα φωτεινά σήματα, θέτοντας σε κίνδυνο την αξιοπιστία της επικοινωνίας.
Για να αντιμετωπίσουν αυτή τη δυσκολία, μια ομάδα ερευνητών υπό την καθοδήγηση του καθηγητή Wu Jian από το Beijing University of Posts and Telecommunications και του Liu Chao της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, ανέπτυξε μια καινοτόμο μεθοδολογία, την οποία ονόμασαν "AO-MDR synergy". Η τεχνική αυτή συνδυάζει δύο υπάρχουσες τεχνολογίες: την προσαρμοστική οπτική (Adaptive Optics - AO) και την λήψη με ποικιλία τρόπων (Diversity Mode Reception - MDR). Η προσαρμοστική οπτική διορθώνει τις στρεβλώσεις της φωτεινής δέσμης σε πραγματικό χρόνο, ενώ η τεχνολογία λήψης μέσω πολλαπλών καναλιών επιτρέπει την επιλογή των πιο σταθερών και ισχυρών σημάτων.
Η δοκιμή πραγματοποιήθηκε στο Αστεροσκοπείο του Lijiang, στη νοτιοδυτική Κίνα, με τη χρήση ενός τηλεσκοπίου διαμέτρου 1,8 μέτρων. Το τηλεσκόπιο ήταν εξοπλισμένο με ένα σύστημα 357 μικροκαθρεπτών, οι οποίοι ρυθμίζονται ξεχωριστά και σε πραγματικό χρόνο για να διορθώνουν τις ατμοσφαιρικές παραμορφώσεις της ακτίνας laser. Το φως που συλλέγεται μεταφέρεται στη συνέχεια σε μια οπτική ίνα πολλαπλών καναλιών, η οποία το διαχωρίζει σε οκτώ διαφορετικές διαδρομές. Ένας ειδικός αλγόριθμος, με την ονομασία "path-picking", αναλύει διαρκώς τις διαδρομές αυτές και επιλέγει τις τρεις πιο σταθερές και καθαρές, διασφαλίζοντας εξαιρετική αξιοπιστία στη μετάδοση των δεδομένων.
Τα αποτελέσματα, τα οποία δημοσιεύθηκαν στην επιστημονική επιθεώρηση Acta Optica Sinica, απέδειξαν την αποτελεσματικότητα της μεθόδου. Οι ερευνητές κατέγραψαν σημαντική ενίσχυση στην ισχύ του σήματος, αλλά και μια σαφή βελτίωση στον δείκτη "χρήσιμων σημάτων", ο οποίος αυξήθηκε από το 72% στο εντυπωσιακό 91,1%.
Η επίδοση αυτή έχει ιδιαίτερη σημασία σε εφαρμογές όπου η ακρίβεια και η σταθερότητα είναι ζωτικής σημασίας. Είτε πρόκειται για τη μετάδοση επιστημονικών δεδομένων από το Διάστημα είτε για πιο καθημερινές εφαρμογές, όπως το streaming βίντεο υψηλής ευκρίνειας, η αυξημένη ποιότητα του σήματος σημαίνει λιγότερες διακοπές, καθαρότερη εικόνα και πιο ομαλή εμπειρία για τον τελικό χρήστη.
Το επόμενο βήμα, σύμφωνα με τους υπεύθυνους του εγχειρήματος, είναι η ενσωμάτωση της τεχνολογίας αυτής σε μελλοντικά δορυφορικά δίκτυα επικοινωνίας, με στόχο την παροχή υπερταχύτατων, σταθερών και ενεργειακά αποδοτικών συνδέσεων σε παγκόσμιο επίπεδο. Καθώς η ανάγκη για αξιόπιστη και γρήγορη μετάδοση δεδομένων αυξάνεται, ειδικά με την εξάπλωση των αυτόνομων οχημάτων, των IoT συσκευών και των αποστολών στο διάστημα, τέτοιες τεχνολογικές εξελίξεις μπορούν να αλλάξουν ριζικά το τοπίο.
[via]
