يعالج الارتباط البصري للمساحة الحرة الاتصال الحضري
بدأت Taara كمشروع فرعي من Google X على سطح القمر يهدف إلى ربط القرى الريفية في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى بأشعة الضوء. أحدث منتجاتها، الذي ظهر لأول مرة هذا الأسبوع في المؤتمر العالمي للهواتف المحمولة (MWC)، في برشلونة، يهدف إلى حل نوع مختلف من مشكلة الاتصال: الوصول إلى الإنترنت في المباني في المدن التي لديها بالفعل الكثير من الألياف، ولكن ليس حيث تكون هناك حاجة إليها.
وتقوم الشركة التي يقع مقرها في سانيفيل بولاية كاليفورنيا بنقل البيانات عبر أشعة الليزر تحت الحمراء، وهو النوع المستخدم عادة في خطوط الألياف الضوئية. ومع ذلك، فإن أنظمة Taara تبث جيجابتات عبر الكيلومترات في الهواء الطلق. يقول ماهيش كريشناسوامي، الرئيس التنفيذي لشركة Taara، “إن كل محطة من محطات Taara الخاصة بنا تشبه الكاميرا الرقمية المزودة بمؤشر ليزر”. “مؤشر الليزر هو الذي يضيء ويطفئ الضوء، والكاميرا الرقمية موجودة في مكانه [receiving] جانب.”
نظام Taara الجديد – Taara Beam، الذي يتم عرضه في منصة “Game Changers” التابعة لـ MWC – يعطي الأولوية للكفاءة والحجم الصغير. كل وحدة من وحدات Beam هي بحجم صندوق الأحذية وتزن 7 كيلوغرامات فقط، ويمكن تركيبها على عمود كهرباء أو على جانب المبنى. وفقًا للشركة، ستوفر Beam سرعات ألياف تنافسية تصل إلى 25 جيجابت في الثانية مع زمن وصول منخفض يبلغ 50 ميكروثانية.
يقول كريشناسوامي إن الشركة الأم السابقة لتارا هي أيضًا عميل بارز هذه الأيام. يقع الحرم الجامعي الرئيسي لشركة Google في ماونتن فيو، كاليفورنيا، بالقرب من نقطة هبوط التخصص كابل الألياف الضوئية البحري.
ويقول: “كان أحد مباني جوجل على بعد بضع مئات من الأمتار من مكان الهبوط في كاليفورنيا”. “ومع ذلك، لم يتمكنوا من ربط النقطتين بسبب حقوق الأرض وقضايا حق الطريق…. وبدون الحفر وحفر الخنادق في الأراضي الفيدرالية، أصبحنا قادرين على ربط النقطتين بسرعة عشرات الجيجابت في الثانية. والعديد من موظفي Google يستخدمون تقنيتنا اليوم.”
شريحة بحجم ظفر الإصبع تقلص تكنولوجيا “تارا”.
يقول كريشناسوامي إن تشبيهه بمؤشر الليزر والكاميرا الرقمية لا ينصف تمامًا المشكلات الهندسية التي كان على الشركة معالجتها لتناسب جميع الضوئيات ذات السرعة جيجابت في الثانية في جهاز بحجم صندوق الأحذية مقوى بالطقس.
يجب على Taara Beam توجيه وصلة الليزر الخاصة به عبر كيلومترات من الهواء الطلق حتى يتمكن جهاز Beam من استقباله على الطرف الآخر من الخط. على نحو فعال، هذا يعني أن ليزر الجهاز لا يمكن أن يكون بعيدًا عن الهدف بأكثر من بضع درجات.
يتعامل الشعاع مع مشكلة التوجيه عن طريق تشكيل نبضة الليزر نفسها فعليًا. تقوم شريحة الضوئيات الخاصة بتارا بتقسيم شعاع الليزر الذي يحمل البيانات إلى أكثر من ألف تدفق منفصل، مما يؤدي إلى تأخير كل تدفق بمقدار يتم التحكم فيه عن كثب. والنتيجة هي واجهة موجة ليزر يمكن توجيهها إلى أي مكان يوجهه النظام.
يشبه كريشناسوامي هذا بآثار الحصى التي يتم رميها في البركة. ويقول إن إسقاط الحصى بتسلسل دقيق يمكن أن يخلق أنماط تداخل في الموجات التي تموج نحو الخارج. ويقول: “هذه الألف باعثة تعادل ألف حجر”. “وأنا قادر على تأخير مرحلة كل منهم. وهذا يسمح لي بالتوجيه [the wavefront] في أي اتجاه أريد أن أسير.”
إن الفكرة وراء هذه التكنولوجيا – والتي تسمى المصفوفة المرحلية – ليست جديدة. لكن تحويله إلى جهاز اتصالات بصري تجاري، بحجم ومدى Taara Beam، هو ما فشل فيه الآخرون حتى الآن.
يقول كريشاسوامي: “إن المصفوفات الطورية للترددات الراديوية، مثل هوائيات ستارلينك، معروفة جيدًا”. “لكن القيام بذلك باستخدام البصريات، وبطريقة تجارية، وليس بطريقة تجريبية فقط، أمر صعب.”
لكن هذه ليست الطريقة التي بدأت بها الشركة.
في عام 2020، عندما كانت الشركة لا تزال شركة تابعة لشركة Google X، كما يقول كريشاسوامي، أطلقت Taara أول منتج تجاري لها، Lightbridge بحجم إشارة المرور. مثل Beam، يتميز Lightbridge بسرعات اتصال تشبه الألياف، وقد تم نشره حتى الآن في أكثر من 20 دولة حول العالم، بما في ذلك مقر Google.
نموذج تارا المحدث, لايت بريدج برو، تم إطلاقه الشهر الماضي ويتم عرضه أيضًا هذا الأسبوع في MWC. يضيف Lightbridge Pro إحدى الإمكانيات المهمة التي يفتقر إليها Lightbridge: النسخ الاحتياطي التلقائي. عندما يعطل الضباب أو المطر الرابط البصري لـ Lightbridge، يقوم النظام بتحويل حركة المرور إلى اتصال لاسلكي مقترن. عندما تكون الظروف واضحة، يقوم Lightbridge Pro بتحويل حركة المرور مرة أخرى إلى اتصال بيانات الليزر الأسرع. وتقول الشركة إن هذا المزيج يحافظ على تشغيل الارتباط بنسبة 99.999 بالمائة من الوقت، أي أقل من 5 دقائق من التوقف في السنة.
يقوم كل من Lightbridge وLightbridge Pro بوضع المرايا الخاصة بهما ميكانيكيًا، مما يحقق ثلاث درجات من دقة التوجيه. يقوم أيضًا نظام التتبع الموجود داخل الوحدة بإعادة قفل الحزم تلقائيًا عندما يتم تحريك الوحدة أو تدافعها.
مستقبل نشر شعاع تارا
يقول كريشاسوامي إنه بينما تواصل Taara تثبيت ودعم Lightbridge وLightbridge Pro، فإنه يأمل أن تتمكن الشركة أيضًا من البدء في تثبيت وحدات Taara Beam لعملاء مختارين في وقت مبكر في وقت لاحق من هذا العام.
يقول محمد سليم العلويني، أستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر المتميز في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية في ثول بالمملكة العربية السعودية، إن النطاق الترددي لتقنيات الفضاء الحر الضوئية (FSO) مثل Taara Beam وLightbridge لا يزال يترك مجالًا كبيرًا للنمو.
يقول العلويني: “مثل أي وسيلة مادية، فإن بصريات الفضاء الحر لها حدود لقدرتها”. “لكن التجارب المعملية أثبتت بالفعل أداءً شبيهًا بالألياف مع معدلات بيانات تصل إلى تيرابت في الثانية عبر وصلات FSO. والفجوة الحقيقية لا تكمن في السعة الأولية ولكن في النشر العملي.”
ويرى أتول بهاتناغار، الذي كان يعمل سابقًا لدى Nortel وCambium Networks، والذي يعمل حاليًا مستشارًا لشركة Taara، مجالًا للتفاؤل حتى عندما يتعلق الأمر بالنشر العملي.
ويقول: “إن بنية Taara الحالية قادرة على توفير مئات الجيجابت في الثانية على مدى السنوات القليلة القادمة”.
يضيف كريشناسوامي أن عامل الشكل المدمج لجهاز Beam يجعله مناسبًا لأكثر من مجرد التطبيقات الأرضية.
ويقول: “سنواصل القيام بالعمل الذي نقوم به على أرض الواقع. ولكن بقدر ما تنطلق الحلول الفضائية، فإننا نود أن نكون جزءًا من ذلك”. “إن مركز البيانات إلى مركز البيانات في الفضاء هو شيء نتطلع حقًا إلى استخدامه لهذه التكنولوجيا.
ويضيف: “لأنه عندما يكون لديك عدة خوادم في الفضاء، لا يمكنك تشغيل الألياف من واحد إلى آخر”. “لكن وحدات الضوئيات هذه ستكون قادرة على توجيه وتتبع ونقل غيغابايت وغيغابايت من البيانات لبعضها البعض.”
في الوقت الحالي، طموحات تارا أقرب إلى الأرض، وتحديدًا إلى المباني وأعمدة الكهرباء والمجمعات السكنية التي لم تصل إليها الألياف بعد. وهذا هو المكان الذي بدأت فيه قصة الشركة.
من مقالات موقعك
مقالات ذات صلة حول الويب
