Cercetători din domeniul tehnologiei au dezvoltat un sistem inovator de comunicație wireless bazat pe lumină, oferind o alternativă promițătoare pentru rețelele Wi-Fi și cele mobile, aflate în prezent sub presiune din cauza congestiei și a consumului crescut de energie. Sistemul utilizează o matrice compactă de 25 de lasere semiconductoare, dispuse pe un cip de dimensiuni foarte mici, care transmite date prin lumina, evitând interferențele din spectrul radio și oferind viteze de până la 362,7 Gbps în teste de laborator.
Un cip minuscul cu 25 de lasere
Cipul folosește o tehnologie denumită VCSEL, adică lasere semiconductoare cu emisie verticală, dispuse fenomenal de compact pe un suport de mai puțin de un milimetru. Fiecare dintre cele 25 de lasere funcționează independent, transmitând fluxuri de date diferite. Aceasta înseamnă că, rulând simultan, capabilitățile totale sunt multiplicate considerabil, ceea ce face ca sistemul să devină extrem de eficient pentru spații interioare aglomerate, precum clădiri de birouri, centre comerciale sau chiar locuințe inteligente.
Tehnologia poate fi fabricată cu echipamente standard din industria semiconductorilor, ceea ce facilitează eventuale scale de producție. Datorită dimensiunilor, cipul poate fi integrat în puncte de acces compacte sau chiar în dispozitive precum smartphone-urile, oferind o soluție de viitor pentru conexiuni rapide și stabile.
Recorduri de viteză în primele teste
În cadrul experimentelor, cercetătorii au testat sistemul pe o distanță de doi metri. Din cei 25 de lasere, 21 au fost activi, fiecare transmitând între 13 și 19 gigabiți pe secundă. Viteza combinată a ajuns la 362,7 gigabiți pe secundă, o valoare semnificativă față de standardele actuale ale rețelelor wireless.
Testele au fost limitate de detectorul comercial utilizat, însă cercetătorii anticipează că, în condiții optime, cu receptoare mai avansate, vitelele pot crește considerabil. Această performanță indică potențialul sistemului pentru utilizare în medii în care este nevoie de transfer rapid și stabil de date, precum în centre de date sau în sisteme de comunicare industriale.
Lumina, distribuită fără interferențe
Pentru a preveni suprapunerea fasciculelor și apariția interferențelor, cercetătorii au implementat un sistem de microlentile care modelează și direcționează precis fiecare fascicul. Astfel, rețeaua de lumină devine o structură organizată, cu zone distincte de iluminare, având o uniformitate a distribuției de peste 90% la doi metri distanță.
Într-un experiment cu patru fascicule simultane, toate conexiunile au rămas stabile, cu o rată totală de transfer de aproximativ 22 Gbps. Aceasta demonstrează că sistemul poate susține mai mulți utilizatori și dispozitive în același timp, fără a fi afectat de interferențele care, în mod tradițional, limitează rețelele wireless.
Față de conexiunile Wi-Fi de înaltă viteză, acest sistem consumă mult mai puțină energie, estimându-se o reducere cu aproximativ jumătate a resurselor necesare pentru funcționare. Eficiența energetică devine un factor de maximă importanță, având în vedere creșterea numărului de dispozitive conectate în spații interioare.
Complement, nu înlocuitor
Cercetătorii diferențiază această tehnologie de rețelele Wi-Fi sau celulare, spunând că nu are rolul de a le înlocui automat. În schimb, ea poate funcționa ca un sistem suplimentar, preluând traficul intens în interior și reducând congestionarea rețelelor radio convenționale.
Sistemul poate fi integrat în tavane, corpuri de iluminat sau puncte de acces, astfel încât, în viitor, clădirile inteligente să beneficieze de conexiuni ultra-rapide, stabile și eficiente energetic pentru mulți utilizatori simultan. În momentul de față, cercetătorii lucrează la dezvoltarea receptoarelor mai avansate, pentru a crește și mai mult performanța sistemului.
Data programată pentru următorul test major al acestei tehnologii este în luna martie 2023, când se intenționează realizarea unui experiment pe o distanță de până la 10 metri, în condiții similare mediilor interioare.
