• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Udoskonalenie optycznych sieci komunikacyjnych dzięki projektowi PHASORS

    27.09.2010. 16:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    W ramach finansowanych ze środków UE badań prowadzonych pod kierownictwem naukowców z brytyjskiego Uniwersytetu w Southampton zaprojektowano nowy system przesyłania danych, odznaczający się potencjałem zwiększenia przepustowości transmisji i wydajności energetycznej optycznych sieci komunikacyjnych na całym świecie. Projekt PHASORS ("Systemy wzmacniaczy z detekcją fazową oraz regeneratory optyczne i ich zastosowania") otrzymał wsparcie w wysokości 3 mln euro w ramach obszaru tematycznego "Technologie informacyjne i komunikacyjne" (Information and communication technologies, ICT) Siódmego Programu Ramowego (7PR). System został przedstawiony w czasopiśmie Nature Photonics.

    Przesyłanie danych z wykorzystaniem sieci optycznych jest ograniczone przez występowanie szumu fazowego emitowanego przez wzmacniacze optyczne oraz przeniku powodowanego wzajemnym oddziaływaniem sygnałów w czasie przesyłania danych przez sieć.

    Na szum fazowy składają się gwałtowne, krótkotrwałe i losowe wahania fazy sygnału, mające wpływ na jakość wysyłanych danych oraz na występowanie błędów przesyłania danych. Zjawisko przeniku polega natomiast na niezaplanowanym oddziaływaniu danego sygnału na inne sygnały. Partnerzy projektu PHASORS pod przewodnictwem Centrum Badań Optoelektronicznych (Optoelectronics Research Centre, ORC) Uniwersytetu w Southampton poczynili znaczny krok w kierunku wyeliminowania tych zakłóceń.

    Dotychczas dane optyczne były przesyłane jako sekwencja bitów zakodowana z wykorzystaniem amplitudy wiązki światła. Był to prosty i praktyczny system, który jednak nie zapewniał wydajnego wykorzystania przepustowości. W przeszłości nie stanowiło to problemu, jeśli weźmie się pod uwagę ogromne możliwości przesyłania danych za pomocą światłowodów. Ciągły rozwój Internetu oraz opracowanie narzędzi wideo odznaczających się dużym zapotrzebowaniem w zakresie przepustowości, takich jak serwis YouTube, zaowocowały jednak koniecznością opracowania wydajniejszych formatów przesyłania danych, szczególnie formatów umożliwiających fazowe kodowanie danych w zastępstwie kodowania za pomocą amplitudy wiązki optycznej.

    Konsorcjum projektu PHASORS zaprojektowało pierwszy możliwy do zastosowania w praktyce wzmacniacz z detekcją fazową oraz regenerator fazowy. Opracowany system urządzeń służy do szybkiego przesyłania sygnałów binarnych zakodowanych fazowo. W przeciwieństwie do dotychczasowych urządzeń, nowy system umożliwia bezpośrednią eliminację szumu fazowego bez potrzeby dokonywania konwersji do postaci sygnału elektronicznego, co w nieunikniony sposób przyczyniłoby się do zmniejszenia dostępnych szybkości. Urządzenie otrzymuje sygnał danych z szumem i oczyszcza ten sygnał, zmniejszając nagromadzony szum fazowy oraz amplitudowy.

    "Wyniki badań stanowią ważny krok na drodze do wdrożenia w pełni optycznego przetwarzania sygnałów zakodowanych fazowo. Dzięki zwiększonej przepustowości danych w porównaniu z tradycyjnymi systemami kodowania za pomocą amplitudy znalazły one już zastosowanie komercyjne" - stwierdził kierownik projektu, prof. David Richardson z centrum ORC.

    "Zaprojektowany przez nas regenerator może oczyścić otrzymywane sygnały danych z szumu oraz przyczynić się do zwiększenia czasu eksploatacji systemów i ich przepustowości. Do osiągnięcia tego głównego celu projektu PHASORS niezbędne były istotne postępy konsorcjum w dziedzinie technologii światłowodów i laserów półprzewodnikowych".

    Odnosząc się do możliwości zastosowania urządzenia, prof. Richardson powiedział: "Uważamy, że urządzenie to, wraz z powiązanymi technologiami użytymi do zaprojektowania jego elementów, znajdzie znaczące zastosowanie w wielu wykraczających poza telekomunikację dyscyplinach, takich jak optyczna technika czujnikowa, miernictwo czy podstawowe działania testowe i pomiarowe w nauce i inżynierii".

    Projekt został rozpoczęty w 2008 roku, natomiast planowany termin zakończenia to koniec 2011 roku. Realizacja projektu jest możliwa głównie dzięki działaniom szeregu europejskich instytutów badawczych: ORC, szwedzkiej Politechniki Chalmers, irlandzkiego Krajowego Instytutu im. Tyndalla w obrębie University College Cork oraz greckiego Narodowego Uniwersytetu im. Kapodistriasa w Atenach. Wśród przedstawicieli przemysłu znalazły się firmy: Onefive (Szwajcaria), Eblana Photonics (Irlandia) i OFS, duński producent światłowodów.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Rezonans stochastyczny to zjawisko, w którym odpowiedź układu dynamicznego na zewnętrzny sygnał osiąga wartość optymalną w obecności szumu o pewnym konkretnym natężeniu. Szum może niekiedy poprawić, nie zaś wyłącznie pogorszyć własności niektórych urządzeń. Zjawisko to dotyczy układów nieliniowych, które mogą posiadać kilka stabilnych stanów. Sygnał pozbawiony szumów nie powoduje przejścia pomiędzy stanami (na przykład przejścia urządzenia w stan detekcji sygnału). Sygnał z małym szumem może powodować przejścia pomiędzy stanami zgodnie z sygnałem (na przykład detekcja sygnału może nie być trwała). Istnieje pewien optymalny poziom szumu (zapewniający na przykład detekcję sygnału). Zbyt wielki poziom szumu powoduje jednak że sygnał zaczyna „ginąć” w szumie (detekcja sygnału przestaje być stabilna ze względu na znaczny poziom szumu). Współczynnik błędów modulacji (ang. Modulation Error Ratio - MER) - parametr sygnału transmisji danych (np. sygnałów telewizyjnych). Wartość MER zależy od wielkości i rodzaju szumu zakłócającego sygnał (szum fazowy, amplitudowy). MER należałoby traktować nie jako miarę jakości sygnału, lecz jako miarę odstępu od całkowitego zaniku sygnału. Nieuwzględnienie tego parametru może powodować okresowe zanikanie sygnału cyfrowego w wyniku pojawiających się zakłóceń lub pogorszenie pogody. Zapewnienie odpowiedniego odstępu od tzw. klifu cyfrowego pozwala na uniknięcie tego typu sytuacji. Światłowód jednomodowy – rodzaj światłowodu służący do przesyłania jednego modu światła, nazywanego modem podstawowym. Największą zaletą tego typu światłowodów jest możliwość przesyłania danych na duże odległości, bez znaczącego zniekształcenia i tłumienia sygnału. Pozwala to na budowę systemów transmisyjnych dalekiego zasięgu, osiągających znaczne przepływności.

    Kanał łączności (nazywany również kanałem telekomunikacyjnym) – ogólna droga przesyłania sygnału; droga sygnału. Zestaw urządzeń technicznych umożliwiających przesyłanie z określoną prędkością sygnału od jednego aparatu przetwórczego do drugiego wraz ze strefą przestrzeni, w której odbywa się ten proces. Zależnie od kryterium podziału rozróżnia się kanały łączności: Pojęcie składu informatycznych nośników danych
    Zgodnie z rozporządzeniem Prezesa Rady Ministrów z dnia 18 stycznia 2011 r. w sprawie instrukcji kancelaryjnej, jednolitych rzeczowych wykazów akt oraz instrukcji w sprawie organizacji i zakresu działania archiwów zakładowych pod pojęciem składu informatycznych nośników danych rozumiany jest uporządkowany zbiór informatycznych nośników danych zawierających dokumentację w postaci elektronicznej. Przez informatyczny nośnik danych rozumie się materiał lub urządzenie służące do zapisywania, przechowywania i odczytywania danych w postaci cyfrowej. Podmiot publiczny, który organizuje przetwarzanie danych w systemie teleinformatycznym, musi stworzyć możliwość przekazywania danych także w postaci elektronicznej z wykorzystaniem informatycznych nośników danych lub środków komunikacji elektronicznej.

    Przesyłki przekazywane na informatycznym nośniku danych w systemie EZD (Elektroniczne Zarządzanie Dokumentacją)
    Przesyłki przekazywane na informatycznych nośnikach danych dzieli się na:

    Datagram – blok danych pakietowych przesyłany przez sieć komunikacyjną między komputerami lub abonentami sieci, zawierający wszelkie niezbędne informacje do przesłania danych z hosta źródłowego do hosta docelowego, bez konieczności wcześniejszej wymiany informacji przez te hosty. Podstawowa jednostka przesyłania danych w sieciach pakietowych, w których czas i kolejność dostarczenia kolejnych jednostek danych nie są gwarantowane. Kamera wideo - urządzenie elektroniczne, służące do nagrywania (rejestrowania) obrazu na taśmie wideo (analogowy nośnik danych, np. VHS, w przeciwieństwie do kamer cyfrowych, zapisujących cyfrowe dane) poprzez zamianę sygnałów optycznych na sygnały elektryczne.

    S/PDIF (ang. SONY/Philips Digital Interface Format) – standard przesyłania sygnałów dźwiękowych rozwijany przy współpracy firm SONY i Philips. Pozwala na przesyłanie między dwoma urządzeniami dźwięku zapisanego cyfrowo bez potrzeby konwertowania go do postaci analogowej. Dzięki temu nie powstają zniekształcenia dźwięku (powstawały w trakcie przetwarzania sygnału cyfrowego do postaci analogowej, w trakcie przetwarzania sygnału z powrotem do postaci cyfrowej po przesłaniu oraz w trakcie samej transmisji). S-Video (ang. Separated Video), oddzielny sygnał wizyjny – standard przesyłania sygnału wizyjnego umożliwiający uzyskanie lepszej jakości niż w standardzie Composite video, dzięki oddzieleniu sygnału luminancji (informacje o jasności barw) od sygnału chrominancji (informacje o nasyceniu barw). Standard S-Video nazywany jest czasami Super Video lub Y/C, a także błędnie S-VHS. Złącze standardu S-Video przenosi tylko sygnał wizyjny, a sygnały fonii przesyłane są oddzielnymi przewodami.

    Modem (od ang. MOdulator-DEModulator) – urządzenie elektroniczne, którego zadaniem jest zamiana danych cyfrowych na analogowe sygnały elektryczne (modulacja) i na odwrót (demodulacja) tak, aby mogły być przesyłane i odbierane poprzez linię telefoniczną (a także łącze telewizji kablowej lub fale radiowe). Jest częścią DCE (Data Communications Equipment), które w całości wykonuje opisane wyżej czynności. Nieodzowne do współpracy jest DTE (Data Terminal Equipment) i to dopiero stanowi całość łącza przesyłania danych. Dzięki modemowi można łączyć ze sobą komputery i urządzenia, które dzieli znaczna odległość.

    Magistrala (ang. bus) – zespół linii oraz układów przełączających służących do przesyłania sygnałów między połączonymi urządzeniami w systemach mikroprocesorowych, złożony z trzech współdziałających szyn:

    Long Term Evolution (LTE) – standard bezprzewodowego przesyłu danych będący następcą systemów trzeciej generacji, rozwijany przez konsorcjum 3GPP. Głównymi celami nowego standardu jest zwiększenie możliwości telefonii komórkowej poprzez zwiększenie prędkości przesyłania danych, zmniejszenie opóźnień, zwiększenie efektywności spektralnej łączy radiowych, zmniejszenie kosztów transmisji danych, uproszczenie architektury. Radio Data System (RDS) – standard Europejskiej Unii Nadawców (EBU) służący do wysyłania cyfrowych informacji za pośrednictwem konwencjonalnej emisji UKF FM. W systemie tym wykorzystywana jest podnośna (57 kHz) modulowana informacją cyfrową, która pozwala na wydzielanie strumienia danych o przepustowości 1187,5 bps przez przystosowane radioodbiorniki i dostarczenie dodatkowych informacji, zwiększając tym samym jakość odbioru i strojenia. Format przesyłu danych wykorzystuje mechanizm korekcji błędów.

    Dodano: 27.09.2010. 16:26  


    Najnowsze