Cercetătorii au dezvoltat un sistem de comunicație wireless bazat pe lumină, care promite să depășească limitele actuale ale rețelelor Wi-Fi și mobile din cauza aglomerării frecvențelor și consumului crescut de energie. Această tehnologie optică fără fir, care folosește o matrice de 25 de lasere semiconductoare, este concepută pentru a oferi o lățime de bandă mult mai mare și o funcționare precisă în spațiile interioare aglomerate.
Un sistem inovator bazat pe lumina
Sistemul propus se bazează pe utilizarea luminii pentru comunicare, în loc de undele radio pe care le folosesc Wi-Fi și rețelele de telefonie mobilă. Un cip extrem de compact, cu dimensiunea mai mică de un milimetru, conține o matrice de 25 de lasere semiconductoare sau VCSEL-uri, fiecare operând independent pentru a transmite date în fluxuri multiple. Această configurație permite transmisia simultană a unui volum mare de informații, astfel că viteza totală de transfer depășește pragul de 360 Gbps, testele recente atingând chiar 362,7 Gbps.
Cipul poate fi produs folosind tehnologii standard din industria semiconductorilor, ceea ce face posibilă integrarea sa în dispozitive și puncte de acces compacte. În plus, dimensiunea redusă permite utilizarea în smartphone-uri sau alte dispozitive mobile, reducând astfel presiunea asupra frecvențelor radio tradiționale.
Performanțe și eficiență în primele teste
Testele realizate pe o distanță de doi metri au indicat că 21 din cei 25 de lasere au fost activați simultan, fiecare contribuind cu viteze între 13 și 19 gigabiți pe secundă. Aceasta a condus la o rată totală de transfer superioară, de peste 362 Gbps, însă cercetătorii notează că limitele actualei tehnologii de receptoare comerciale au restricționat valorile finale. Cu receptori mai performanți, capacitatea de transmisie se poate amplifica considerabil.
Pentru a evita interferențele între fasciculele luminoase multiple, specialiștii au dezvoltat un sistem de microlentile care dirijează fiecare fascicul cu precizie, în așa fel încât să se mențină integritatea distribuției luminii. Acest sistem poate crea zone de iluminare distincte, cu o uniformitate de peste 90%, fiind adecvat pentru a aloca fiecare fascicul unui utilizator sau unui dispozitiv diferit în aceeași încăpere. Într-un test cu patru fascicule, conexiunile au rămas stabile, având o rată combinată de aproximativ 22 Gbps fără interferențe semnificative.
Beneficii pentru consumul energetic și aplicațiile viitoare
Comparativ cu cele mai avansate tehnologii Wi-Fi, acest sistem bazat pe lumină consumă cu aproximativ jumătate din energia necesară pentru o performanță similară. În condițiile sporirii numărului de dispozitive conectate în interior, eficiența energetică devine un factor tot mai relevant pentru utilizatori și operatori.
Specialiștii explică faptul că această tehnologie nu are scopul de a înlocui complet rețelele Wi-Fi și mobile, ci de a le completa. Ea poate prelua traficul intens generat de dispozitivele din spațiile interioare, degrevând sistemele radio tradiționale de congestie. În viitor, astfel de sisteme ar putea fi integrate în tavane, corpuri de iluminat inteligente sau puncte de acces fixe pentru a furniza conexiuni rapide și stabilitate în medii cu numeroși utilizatori.
Primul ansamblu de teste aplicate pe un prototip a fost finalizat în luna aprilie 2023, urmând folosirea unor receptoare avansate pentru a crește și mai mult viteza de transfer. Cercetătorii consideră că tehnologia are potențialul de a fi implementată în produsele de larg consum în următorii ani, pentru a răspunde creșterii continue a nevoilor de conexiune rapidă și fiabilă în spațiile închise.
