最新的網路架構利用各種光源來克服環境造成的障礙。科學家創建了一個完全基於光的通訊網絡，可以在太空、空中和水下環境中實現無縫連接。新的網路設計結合了不同類型的光源，無論在什麼環境下都能確保連接。

研究人員開發出一種創新的全光通訊網絡，可在太空、空中和水下等各種環境中實現無縫連接。透過整合多個光源，此網路可在不同介質間進行不間斷的即時資料傳輸，進而增強通訊、導航和資料交換能力。資料來源：南京郵電大學，王永進

來自南京郵電大學的研究團隊負責人王永進說：”在當今世界，資料傳輸對通訊、導航、緊急應變、研究和商業活動至關重要。這種新型無線網路可實現跨環境的不間斷連接，促進網路節點之間的雙向即時資料傳輸，從而在網路內部和網路之間進行通訊和資料交換”。

在Optica 出版集團的《光學快報》（Optics Express）雜誌上，研究人員描述了這種完全基於光的通訊網絡，並演示了網路節點之間的即時視訊通訊。他們也展示了該網路能同時支援有線和無線設備接入，並能在網路節點之間進行雙向資料傳輸。這兩種功能對於同時向不同用戶提供各種服務至關重要。

全光通訊可用於海洋和湖泊，例如，感測器收集生態數據並與水面浮標通訊。然後，資料可以透過無線方式在水面或城市之間的長距離傳輸鏈路上發送。該網路還可透過數據機連接到互聯網，讓身處偏遠海域等地的人們能夠存取主幹網絡，分享資訊。

建立綜合網絡

無線光通訊網路通常是為特定場景設計的，缺乏與其他通訊系統的互通性。要建立天-空-海互聯，需要將多種技術融合在一起，形成一個無縫的通訊網絡，這是一項艱鉅的任務。為了實現這一目標，研究人員利用四種光的光譜為四種不同的環境或應用建立了無線光通訊鏈路。

研究人員進行的實驗表明，全光通訊網路可以透過有線和無線存取實現全雙工即時視訊通訊以及​​感測器、影像和音訊檔案的尋址傳輸。資料來源：南京郵電大學，王永進

他們使用藍光進行水下通信，因為海水對藍綠色光的吸收窗口較小，與其他波長的光相比，藍綠色光可以在水下傳播得更遠。這使得該系統可用於控制無人駕駛水下航行器，或在水下設備和浮標之間建立通訊。白光LED 用於在浮標或水面上的船隻等物體之間傳輸訊息。

與無人機等機載設備連接時，則使用深紫外光。這提供了太陽盲通信，可防止陽光幹擾。最後，為了在自由空間進行點對點通信，使用了近紅外線雷射二極體，因為它們能發出定向光，具有很高的光功率。研究人員還根據TCP/IP 協定設計了一種可無線或有線存取互聯網的網絡，使其適用於物聯網應用。

連接光源

王說：”重要的是要從藍光、白光、深紫外線波長和激光二極管的通信中建立一種統一的傳輸模式，這樣我們就能利用以太網交換機將它們整合在一起。”為了使這項工作成為可能，LED 和調變方案決定了網路吞吐量，而光電二極體則限制了傳輸範圍，光學帶通濾波器將所需的光訊號與其他光譜的光訊號隔離。

研究人員的研究表明，全光通訊網路可以透過有線和無線存取完成全雙工即時視訊通訊以及​​感測器資料、影像和音訊檔案的傳輸。全雙工視頻意味著可以同時傳輸和接收視頻，這是視訊會議等應用所必需的。當以每秒22 幀的速度向網路傳輸2560 × 1440 和1920 × 1080 像素的即時視訊時，視訊依然清晰，幾乎沒有延遲。使用網路資料包分析工具測得的最大資料包遺失率為5.80%，傳輸延遲低於74 毫秒。

現在，研究人員的目標是利用波分複用技術消除LED 造成的瓶頸，從而提高全光通訊網路的吞吐量。這將有助於提高網路的整體效率和效能。他們也致力於實現移動節點，而不僅僅是固定節點，這需要解決光對準的難題。這對於水下設備和無人機的使用尤其重要。

編譯自: ScitechDaily