Trong thời đại công nghệ số hiện nay, việc truyền tải dữ liệu nhanh chóng và hiệu quả là một yếu tố quan trọng quyết định sự phát triển của nhiều lĩnh vực. Mới đây, các nhà khoa học Trung Quốc đã công bố một bước tiến đáng kể trong công nghệ truyền dữ liệu từ vệ tinh, với tốc độ lên tới một Gigabit mỗi giây (Gbps) chỉ bằng việc sử dụng laser công suất 2 watt.
Mô phỏng vệ tinh hoạt động trên quỹ đạo Trái Đất.
Trong khi đó, dịch vụ Internet vệ tinh hiện tại thường chỉ đạt tốc độ vài Mbps từ độ cao 550 km so với mặt đất. Một trong những thách thức lớn nhất trong việc truyền dữ liệu bằng laser từ vệ tinh là hiện tượng nhiễu loạn khí quyển, có thể làm méo mó và suy yếu tín hiệu. Để khắc phục vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương pháp mới mang tên “AO-MDR synergy”, kết hợp giữa quang học thích ứng và tiếp nhận đa dạng chế độ.
Đây là thành quả nghiên cứu của giáo sư Wu Jian từ Đại học Bưu chính Viễn thông Bắc Kinh và Liu Chao từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc. Trước đây, các nghiên cứu thường chỉ tập trung vào việc sử dụng riêng lẻ các kỹ thuật như AO và MDR. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này, họ đã kết hợp cả hai phương pháp để tối ưu hóa chất lượng tín hiệu truyền tải, ngay cả khi công suất tín hiệu rất thấp.
Nhóm nghiên cứu đã thực hiện các thí nghiệm tại đài quan sát Lijiang, nơi họ sử dụng kính viễn vọng 1,8 mét để theo dõi một vệ tinh ở độ cao 36.705 km. Kính viễn vọng này được trang bị 357 gương nhỏ có khả năng điều chỉnh độc lập, giúp làm sắc nét ánh sáng laser bị méo do nhiễu loạn khí quyển.
Sau khi ánh sáng được điều chỉnh, nó sẽ được xử lý để trích xuất dữ liệu chính xác nhất. Ánh sáng sau đó được dẫn vào một sợi quang đa chế độ, chia thành 8 kênh chế độ cơ bản. Bằng cách sử dụng một thuật toán thông minh, nhóm nghiên cứu có thể xác định kênh nào mang tín hiệu mạnh nhất và đáng tin cậy nhất.
Kết quả cho thấy cường độ tín hiệu đã tăng lên đáng kể, với tỷ lệ tín hiệu có thể sử dụng tăng từ 72% lên 91,1%. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc truyền tải dữ liệu có giá trị cao, nơi mà ngay cả những lỗi nhỏ cũng có thể gây ra hậu quả lớn. Ví dụ, trong việc truyền tải video HD, tỷ lệ tín hiệu cao hơn đồng nghĩa với việc giảm thiểu hiện tượng khung hình bị rơi và mang lại trải nghiệm xem mượt mà hơn.
Trong bối cảnh băng thông của các phương pháp truyền thông tần số vô tuyến đang dần đạt đến giới hạn, việc sử dụng công nghệ laser cho phép mở rộng băng thông, mang lại khả năng truyền tải dữ liệu nhanh chóng và hiệu quả hơn, từ đó cải thiện trải nghiệm người dùng trong các hoạt động trực tuyến.
