Безжичната оптична връзка в закрити пространства постигна нови рекорди по скорост и ефективност

Скандалните "фолиени шапки" вече няма да са необходими, ако някой се опасява за здравето си в пренаситеното с радиовълни околно пространство. Безжичните оптични мрежи обещават да облекчат Wi-Fi в закрити помещения, включително в домовете. Новата технология няма да замени мобилната мрежа и обичайните точки за достъп до Wi-Fi, но може да реши проблема с недостига на скорост за редица задачи и да спести енергия.

За пробив в разработката на системи за безжична оптична предаване на данни съобщиха инженери от Международното общество за оптика и фотоника (SPIE). Те разработиха компактен чип с масив от миниатюрни полупроводникови лазери (VCSEL, Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser), който използва светлина вместо радиовълни за предаване на данни. В лабораторни тестове системата постигна рекордна скорост от 362,7 Гбит/с, което значително надвишава възможностите на традиционните Wi-Fi и мобилни мрежи.

Важно е, че енергийната ефективност на предложеното решение се оказа два пъти по-висока от тази на радиокомуникацията: на един бит информация се изразходва приблизително 1,4 нДж, което ще намали значително потреблението на енергия при нарастващата натовареност на мрежите.

В основата на технологията стои чип с размер под милиметър с масив от лазери във форма на матрица 5×5, където всеки елемент работи независимо и предава отделен поток от данни. Специална оптична система с микролещи формулира насочеността на всеки лъч, създавайки равномерна мрежа от осветени зони на разстояние до два метра без взаимни смущения (експериментът беше проведен в обикновено помещение с разстояние между предавателя и приемника от два метра).

Матрицата от предаващи светодиоди позволява едновременно обслужване на няколко потребители в едно помещение. Модулацията на сигнала, използваща множество честотни канали, осигури висока пропускателна способност — до 362,7 Гбит/с при работа на 21 светодиод от 25. Скоростта на предаване можеше да бъде дори по-висока, но беше ограничена от наличния фотоприемник, закупен от магазина, който беше използван в експеримента.

Компактните размери на предавателя позволяват неговото вграждане в точки за достъп, осветителни лампи и навсякъде другаде, осигурявайки високо скоростна връзка в непосредствена близост до потребителя. Ако има повече от един потребител, в многоканален режим всеки от тях ще получи своята част от високоскоростния трафик, което в експериментален процес бе потвърдено при организирането на четири отделни канала за връзка с впечатляваща пропускна способност. При това скоростта на работа на всеки от лазерите на матрицата достига 19 Гбит/с.

Разработчиците подчертават, че оптичната връзка не е подложена на проблемите с интерференцията, присъщи на радиочестотите, което е особено важно за пренаселени помещения — офиси, болници, дата центрове и жилищни пространства. Новата технология не замества Wi-Fi или мобилната връзка, а ги допълва, като сваля основната тежест от радиокомпонентите на мрежата в затворени помещения. Тя ще отвори път към по-бързи, сигурни и екологични безжични мрежи на бъдещето, където високоскоростният интернет за видео, виртуална реалност и IoT устройства ще стане норма при минимално енергийно потребление.

Източник:

• ScienceDaily

Източник: 3dnews.ru