Le famose «cappellini di alluminio» non saranno più necessari se qualcuno è preoccupato per la salute in uno spazio circostante saturo di onde radio. Le reti ottiche wireless promettono di alleggerire il Wi-Fi negli ambienti chiusi, comprese le abitazioni. Questa nuova tecnologia non sostituirà la comunicazione cellulare e i tradizionali punti di accesso Wi-Fi, ma potrebbe risolvere il problema della velocità insufficiente per alcune applicazioni e ridurre il consumo energetico.
Una svolta nello sviluppo di sistemi di trasmissione dati ottici wireless hanno comunicato ingegneri della Società Internazionale dell'Ottica e della Fotonica (SPIE). Hanno sviluppato un chip compatto con un array di mini laser a semiconduttore (VCSEL, Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser), che utilizza la luce invece delle onde radio per trasmettere dati. Nei test di laboratorio, il sistema ha raggiunto una velocità record di 362,7 Gbit/s, superando considerevolmente le capacità delle reti Wi-Fi e cellulari tradizionali.
È importante notare che l'efficienza energetica della soluzione proposta è risultata essere doppia rispetto a quella delle comunicazioni radio: per ogni bit di informazione venivano spesi circa 1,4 nJ, il che consentirà di ridurre significativamente il consumo energetico in un contesto di crescente pressione sulle reti.
La tecnologia si basa su un chip di dimensioni inferiori a un millimetro, con una matrice di laser 5×5, dove ogni elemento funziona in modo indipendente e trasmette un flusso di dati separato. Un sistema ottico speciale con micro-lenti definisce la direzione di ciascun raggio, creando una rete uniforme di aree illuminate a distanze fino a due metri senza interferenze reciproche (l'esperimento è stato condotto in un ambiente normale con un trasmettitore e un ricevitore distanziati di due metri).
La matrice di LED trasmittenti consente di servire simultaneamente più utenti in un'unica stanza. La modulazione del segnale utilizzando numerosi canali di frequenza ha garantito un'alta capacità di trasmissione — fino a 362,7 Gbit/s, attivando 21 LED su 25. La velocità di trasmissione poteva essere anche superiore, ma è stata limitata da un ricevitore ottico economico acquistato in negozio, utilizzato nell'esperimento.
Le dimensioni compatte del chip di trasmissione consentono di integrarlo in access point, lampade e ovunque, garantendo una connessione ad alta velocità nelle vicinanze dell'utente. Se ci sono più utenti, in modalità multicanale ognuno riceverà la propria parte di traffico ad alta velocità, come confermato in esperimenti che hanno organizzato quattro canali di comunicazione separati con una notevole larghezza di banda. In questo caso, la velocità di ciascun laser della matrice raggiungeva i 19 Gbit/s.
Gli sviluppatori sottolineano che la connessione ottica non è soggetta ai problemi di interferenza tipici delle radiofrequenze, un aspetto particolarmente importante per ambienti affollati come uffici, ospedali, Data Center e spazi abitativi. La nuova tecnologia non sostituirà Wi-Fi o la connessione mobile, ma le completerà, alleggerendo il carico principale dai componenti radio della rete negli spazi chiusi. Essa aprirà la strada a reti wireless più veloci, sicure e ecologiche del futuro, dove l'internet ad alta velocità per video, realtà virtuale e dispositivi IoT diventerà la norma, mantenendo un consumo energetico minimo.
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Fonte: 3dnews.ru
