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.Silent Signals: The Breakthrough Technology Powering Faster Space Data

Silent Signals: 더 빠른 우주 데이터를 구동하는 획기적인 기술

기록에 민감한 수신기를 통한 더 빠른 우주 통신

Chalmers University of Technology 제공2024년 11월 3일

기록에 민감한 수신기를 통한 더 빠른 우주 통신 스웨덴 찰머스 공과대학의 연구자들이 만든 새로운 통신 시스템에서 우주선 송신기의 약한 광 신호(적색)는 지구의 수신기에서 서로 다른 주파수의 두 개의 소위 펌프파(청색과 녹색)를 만나면 잡음 없이 증폭될 수 있습니다. 연구자들이 수신기에 잡음 없는 증폭기를 장착한 덕분에 신호가 방해받지 않고 지구에서의 수신이 기록적으로 민감해져서 미래에 우주에서 더 오류 없는 빠른 데이터 전송이 가능해졌습니다. 출처: 찰머스 공과대학 | Rasmus Larsson

우주 탐사에서는 이제 장거리 광 링크를 통해 우주 탐사선에서 빛을 사용해 지구로 이미지, 비디오, 데이터를 전송할 수 있습니다. 그러나 이러한 신호가 방해받지 않고 전체 거리를 이동하려면 과민한 수신기와 잡음 없는 증폭기가 필수적입니다. 스웨덴 찰머스 공과대학 의 연구자들은 이제 무소음 증폭기와 초고감도 수신기를 갖춘 시스템을 개발하여 더 빠르고 안정적인 우주 통신의 가능성을 열었습니다.

우주 통신 시스템은 전통적인 전파 대신 광 레이저 빔에 점점 더 의존하고 있습니다. 왜냐하면 빛은 광대한 거리에서 신호 손실을 덜 겪기 때문입니다. 그러나 빛 기반 신호조차도 이동하면서 약해지기 때문에 광학 시스템은 지구에 도달할 때까지 이러한 희미한 신호를 감지하기 위해 매우 민감한 수신기가 필요합니다. 찰머스의 연구원들은 우주에서 새로운 기회와 발견을 열어줄 수 있는 광 우주 통신에 대한 혁신적인 접근 방식을 개발했습니다.

"우리는 이전에 높은 데이터 전송 속도에서 시연된 것보다 더 민감한 수신기를 갖춘 새로운 광 통신 시스템을 시연할 수 있습니다."라고 최근 Optica 에 발표된 연구의 주요 저자 중 한 명인 Chalmers의 광자학 교수인 Peter Andrekson이 설명합니다. "이것은 예를 들어 달이나 화성 에서 지구로 고해상도 이미지나 비디오를 보내고 싶을 때와 같이 매우 먼 거리에서 정보를 더 빠르고 오류 없이 전송할 수 있다는 것을 의미합니다 ."

 

피터 앤드렉슨

피터 앤드렉슨 피터 앤드렉슨, 찰머스 공과대학 미세기술 및 나노과학부 포토닉스과 교수. 출처: 찰머스 공과대학 | 헨릭 샌드쇼

노이즈 없는 증폭기로 신호 선명도 향상 연구자들의 통신 시스템은 수신기에 광 증폭기를 사용하여 가능한 한 최소한의 잡음으로 신호를 증폭하여 정보를 재활용할 수 있습니다. 손전등의 빛과 마찬가지로 송신기의 빛은 거리에 따라 넓어지고 약해집니다. 증폭이 없으면 우주 비행 후 신호가 너무 약해져 수신기의 전자 잡음에 의해 가려집니다. 신호를 손상시키는 방해 잡음과 20년 동안 씨름한 끝에 찰머스의 연구팀은 몇 년 전에 잡음 없는 광 증폭기를 시연할 수 있었습니다 .

하지만 지금까지 무소음 증폭기는 광 통신 링크에서 실질적으로 사용할 수 없었는데, 송신기와 수신기 모두에 완전히 새롭고 상당히 복잡한 요구 사항을 제시했기 때문입니다. 우주 탐사선의 제한된 자원과 최소한의 공간으로 인해 송신기는 가능한 한 단순해야 합니다. 지구의 수신기가 잡음 없는 증폭에 필요한 세 가지 광 주파수 중 두 가지를 생성할 수 있도록 하고, 동시에 송신기가 하나의 주파수만 생성할 수 있도록 함으로써, 찰머스 연구원들은 처음으로 광 통신 시스템에 잡음 없는 증폭기를 구현할 수 있었습니다. 결과는 뛰어난 감도를 보여주지만, 송신기의 복잡성은 적당합니다.

라스무스 라르손

라스무스 라르손 Rasmus Larsson, 박사후 연구원, 광자학부, 미세기술 및 나노과학부, Chalmers University of Technology. 출처: Chalmers University of Technology | Päivi Larsson

위상 감지 증폭으로 전송 오류 감소 "이 위상 감응 광 증폭기는 원칙적으로 추가 노이즈를 생성하지 않아 수신기가 더 민감해지고 신호 전력이 낮을 때에도 오류 없는 데이터 전송이 달성됩니다. 송신기에서 이전에 수행했던 것과 달리 수신기에서 서로 다른 주파수의 두 개의 추가 파동을 생성함으로써, 이제 하나의 파동을 가진 기존 레이저 송신기를 사용하여 증폭기를 구현할 수 있습니다."

찰머스의 광자학 박사후 연구원이자 이 연구의 주요 저자 중 한 명인 라스무스 라르손이 말했습니다. "송신기를 단순화함으로써 위성과 탐사선에 이미 탑재된 광송신기를 지구의 수신기에 있는 잡음 없는 증폭기와 함께 사용할 수 있다는 것을 의미합니다."라고 Larsson은 설명합니다. 우주 연구의 커뮤니케이션 병목 현상 극복 이 진전은 연구자들의 무음 증폭기가 결국 우주와 지구 사이의 통신 링크에서 실제로 사용될 수 있음을 의미합니다. 따라서 이 시스템은 오늘날 우주 기관들 사이에서 잘 알려진 병목 문제를 해결하는 데 기여할 준비가 되어 있습니다.

NASA는 '과학 복귀 병목 현상'에 대해 이야기하고 있으며, 여기서 우주에서 지구로 과학 데이터를 수집하는 속도는 사슬에서 장애물을 구성하는 요소입니다. 우리는 우리 시스템이 이 병목 현상을 해결할 수 있는 실용적인 솔루션을 향한 중요한 진전이라고 믿습니다."라고 Peter Andrekson은 말합니다. 연구자들의 다음 단계는 지구에서 현장 연구를 하는 동안 구현된 증폭기를 이용하여 광통신 시스템을 테스트하는 것이고, 나중에는 위성과 지구 사이의 통신 링크에서도 테스트하는 것입니다.

참고문헌: Rasmus Larsson, Peter A. Andrekson 및 Ruwan U. Weerasuriya의 "기존 단일 파장 전송을 사용하는 초저잡음 사전 증폭 광 수신기", 2024년 11월 19일, Optica . DOI: doi:10.1364/OPTICA.539544 이 연구는 Rasmus Larsson, Ruwan U Weerasuriya, Peter Andrekson이 작성했습니다. 연구원들은 Chalmers University of Technology와 Sri Lanka의 University of Moratuwa에서 활동하고 있습니다. 이 기술은 찰머스 공과대학에서 개발되었으며, 스웨덴 연구 위원회에서 연구 자금을 지원했습니다.

https://scitechdaily.com/silent-signals-the-breakthrough-technology-powering-faster-space-data/

 

mssoms
메모 2411040355() ㅡ[n]]주석의 정의역 설정

스웨덴 찰머스 공과대학의 연구자들이 만든 새로운 통신 시스템에서 [1]우주선 송신기의 약한 광 신호(적색)는] 지구의 수신기에서 서로 다른 주파수의 두 개의 소위 펌프파(청색과 녹색)를 만나면 잡음 없이 증폭될 수 있다.

ㅡ[1]]주어는 우주선의 적색 보내기 송신기가 지구에 수신기에서 서로 다른 3개의 펌프파 xyz.qpeoms를 만들게 했다. 어허. 만약에 펌프장 qms, 보기1.의 [ 2]수신 적색소스]이면 어마어마한 증폭이 가능하다.

참고로, ㅡ[n]]새로운 주석 방식을 지금부터 도입하기로 했다.,ㅡ[는 시작부, n은 주석의 번호, ]] 첫번째 ]는 번호닫임, 두번째 ]]는 주석이 필요한 문장의 끝. 이방식으로 메모를 쓰게되니 소스1.의 내용을 좀더 제대로 내시각에서 재분석할 수 있었다. 으음.

보기1.
sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001

ㅡ[2]]보기1.에는 2의 숫자가 보인다. 이곳에 적색이 나타나면 다른 주변에 11이 분포된다. 11은 청색과 녹색이고 그값은 2이거나 0이다. 2진법 on/off 데이타를 만들어낸다.

수신기에 [3]잡음 없는 증폭기]를 장착한 덕분에 신호가 방해받지 않고 지구에서의 수신이 기록적으로 민감해져서 미래에 우주에서 더 오류 없는 빠른 데이터 전송이 가능해진거다.

ㅡ[3]] 보기1. qpm원리 덕분에 잡음이 전혀 없는 우주 광통신 시대가 열리는 순간이 아닐까? 싶네!. 보기1. 거의 무한대이기 때문에 제이스 웹이 캡쳐한 우주의 빛들도 깜박이는 적색신호, 임의 색이여도 수신기 qms의 분해력 덕분에 어디에서 2가 어느 라인 구체의 표면_xyz.qms에 나타나 뭔 신호를 보내는지 민감하게 알아낼듯 하다. 어허. 자자자! 천천히, 슬로우 슬로우! 허허. 방금...저저 심우주 암흑에너지에서 보내오는 적색신호가 방금 value 구체표면 수신기에 닿았음이여. 전혀 잡음이 없는 qpeoms 펌프장이 그 위치를 감지할거여. 어허.

 

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mssoms
Note 2411040355() ㅡ[n]] Setting the domain of annotation

In a new communication system developed by researchers at Chalmers University of Technology in Sweden, [1] a weak optical signal (red) from a spacecraft transmitter can be amplified without noise when it meets two so-called pump waves (blue and green) of different frequencies at a receiver on Earth.

ㅡ[1]] The subject causes the red transmitting transmitter on the spacecraft to create three different pump waves xyz.qpeoms at the receiver on Earth. Oh. If the pump station qms, [2] receiving red source of example 1.], is present, tremendous amplification is possible.

As a side note, ㅡ[n]] a new annotation method has been introduced from now on.,ㅡ[ is the beginning, n is the number of the annotation, ]] the first ] closes the number, and the second ]] is the end of the sentence that requires annotation. By writing notes in this way, I was able to reanalyze the contents of source 1. from my perspective more properly. Hmm.

Example 1.
sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
000001100
0000010010
0001100000
0101000000
00100100000
01000000
2000000000
0010000001

ㅡ[2]] In Example 1., the number 2 is visible. When red appears here, 11 is distributed around the others. 11 is blue and green and its value is 2 or 0. It creates binary on/off data.

Thanks to the [3] noiseless amplifier] equipped on the receiver, the signal is not disturbed, and the reception on Earth is recorded as being sensitive, so that more error-free and fast data transmission in space is possible in the future.

-[3]] View 1. Isn't this the moment when the era of space optical communication with no noise at all opens thanks to the qpm principle? View 1. Since it is almost infinite, even the lights of space captured by Jayce Webb are blinking red signals, and even if they are random colors, thanks to the resolution of the receiver qms, it seems that it will be able to sensitively figure out where 2 appears on which line sphere surface_xyz.qms and what signal it is sending. Oh. Okay, okay! Slowly, slow, slow! Hehe. Just now... the red signal sent from the deep space dark energy just reached the value sphere surface receiver. The qpeoms pumping field with no noise at all will detect its location. Oh.

 

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