Technologia z Wrocławia przybliża erę kosmicznego internetu

Dynamiczny rozwój Internetu Rzeczy (IoT) sprawił, że wokół nas pracują dziś miliony czujników obecnych w pojazdach, infrastrukturze transportowej, systemach logistycznych i energetycznych. Każde z nich regularnie wysyła niewielkie porcje danych, które muszą zostać szybko i bezbłędnie odebrane. Jednoczesne próby komunikacji zbyt wielu urządzeń prowadzą do kolizji transmisji i utraty części danych.

Nad rozwiązaniem tego problemu pracuje międzynarodowy zespół składający się z naukowców z Wydziału Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów Politechniki Wrocławskiej, pracowników European Space Agency i specjalistów z firmy OrbitsIQ Global. Efektem ich prac jest przełomowa technologia w dziedzinie łączności satelitarnej dla IoT.

Zatłoczone pasma i utrata danych

W klasycznych systemach satelitarnych, aby przesłać pakiet danych, urządzenia IoT muszą ustawiać się w kolejce. Jeśli kilka z nich nadaje na tej samej częstotliwości w tym samym czasie, sygnały się zakłócają. To ogranicza wydajność całego systemu i prowadzi do utraty części informacji. To kwestia szczególnie problematyczna w kontekście zastosowań wymagających wysokiej niezawodności, takich jak monitoring infrastruktury i zarządzanie transportem.

Inteligentne współdzielenie pasma

Opracowana przez naukowców Politechniki Wrocławskiej technologia E-SSA (Enhanced Spread Spectrum Aloha) zamiast eliminować jednoczesne transmisje, pozwala na ich efektywne współistnienie.

“Działa ona jak wielopasmowa autostrada. Pozwala setkom urządzeń nadawać dane jednocześnie na tym samym kanale radiowym, bez wzajemnego zakłócania odbioru transmisji”, wyjaśnia dr hab. inż. Paweł Kabacik.

W tradycyjnym modelu dane poruszają się jedną „jezdnią”, co prowadzi do korków. W technologii E-SSA wiele urządzeń może nadawać równocześnie na tym samym kanale, a zaawansowane algorytmy przetwarzania sygnału pozwalają je rozdzielić i poprawnie odczytać.

To podejście eliminuje konieczność rezerwowania dodatkowych pasm radiowych, które są kosztownym i ograniczonym zasobem.

Tysiące transmisji w jednej sekundzie

Skuteczność rozwiązania została potwierdzona w testach przeprowadzonych na modelu satelity. System był w stanie obsłużyć jednocześnie 500 urządzeń nadających dane w tym samym czasie. Co więcej, w ciągu jednej sekundy poprawnie odebrano nawet 30 tysięcy pakietów informacji.

To wynik znacząco przewyższający możliwości obecnie stosowanych systemów komunikacji satelitarnej.

Nowa infrastruktura dla urządzeń IoT

Zapotrzebowanie na globalną, niezawodną łączność stale rośnie. Dotyczy to zarówno inteligentnych miast, rolnictwa precyzyjnego, jak i systemów energetycznych i transportowych. W wielu z tych zastosowań, szczególnie w trudno dostępnych regionach świata, infrastruktura naziemna jest niewystarczająca.

Opracowana technologia może znacząco zwiększyć efektywność komunikacji satelitarnej, czyniąc ją bardziej skalowalną i odporną na przeciążenia. W praktyce oznacza to sprawniejsze działanie milionów czujników oraz większą niezawodność systemów, od których zależy codzienne funkcjonowanie nowoczesnych gospodarek.

Współpraca nauki i przemysłu

System E-SSA to efekt ścisłej współpracy środowiska akademickiego, instytucji kosmicznych i sektora prywatnego. OrbitsIQ Global rozwija platformy integrujące łączność satelitarną i naziemną, wykorzystując sztuczną inteligencję do zarządzania całą siecią. Celem inicjatywy jest stworzenie spójnego, globalnego systemu komunikacji, który zapewni ciągły dostęp do danych z każdego miejsca na Ziemi.

“Współpraca z wrocławską uczelnią to dla nas kluczowy krok w budowaniu bezpiecznej łączności na całym świecie. Ta technologia to nie jest zwykłe udoskonalenie, ale duża rewolucja na rynku powszechnie dostępnych usług łączności satelitarnej”, powiedział Joe Euteneuer, prezes OrbitsIQ Global.

Wszystko wskazuje na to, że „kosmiczny internet” właśnie przestaje być futurystyczną wizją, a staje się realną infrastrukturą przyszłości. Dzięki takim rozwiązaniom satelity mają szansę stać się kluczowym elementem globalnej sieci łączącej miliardy urządzeń.