De proverbiala "foliehattarna" kommer inte längre att vara nödvändiga om någon är orolig för sin hälsa i radioaktiva miljöer. Trådlösa optiska nätverk lovar att minska Wi-Fi-överbelastning i inomhusutrymmen, inklusive i hemmen. Denna nya teknik kommer inte att ersätta mobilnät och traditionella Wi-Fi-hotspots, men den kan lösa problemet med otillräcklig hastighet för vissa uppgifter och spara energi.
Ett genombrott i utvecklingen av trådlösa optiska dataöverföringssystem rapporterade Ingenjörer från International Society for Optics and Photonics (SPIE) utvecklade ett kompakt chip med en uppsättning miniatyrhalvledarlasrar (VCSEL, eller Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers), som använder ljus istället för radiovågor för att överföra data. I laboratorietester uppnådde systemet en rekordhastighet på 362,7 Gbps, vilket avsevärt överträffar kapaciteten hos traditionella Wi-Fi- och mobilnätverk.
Viktigt är att den föreslagna lösningens energieffektivitet var dubbelt så hög som för radiokommunikation: en bit information förbrukade cirka 1,4 nJ, vilket avsevärt kommer att minska energiförbrukningen vid ökande nätverksbelastning.
Tekniken är baserad på ett chip som är mindre än en millimeter stort med en 5x5-matris av lasrar, där varje element arbetar oberoende och sänder en separat dataström. Ett specialiserat optiskt system med mikrolinser formar riktningen för varje stråle och skapar ett enhetligt rutnät av belysta zoner på ett avstånd av upp till två meter utan ömsesidig störning (experimentet utfördes i ett typiskt rum med sändare och mottagare separerade med två meter).
En matris av sändande lysdioder möjliggör samtidig service till flera användare i ett enda rum. Signalmodulering med hjälp av flera frekvenskanaler säkerställde hög dataöverföringshastighet – upp till 362,7 Gbps med 21 av de 25 lysdioderna i drift. Överföringshastigheten kunde ha varit ännu högre, men begränsades av den kommersiellt tillgängliga fotodetektorn som användes i experimentet.
Den kompakta storleken på det sändande chipet gör att det kan bäddas in i accesspunkter, glödlampor och var som helst, vilket ger höghastighetskommunikation i nära anslutning till användaren. Om det finns flera användare, i flerkanalsläge, kommer var och en att få sin andel av höghastighetstrafiken, vilket bekräftades i ett experiment genom att etablera fyra separata kommunikationskanaler med imponerande dataflöde. Driftshastigheten för var och en av matrislasrarna nådde 19 Gbps.
Utvecklarna betonar att optisk kommunikation inte är känslig för störningar som är förknippade med radiofrekvenser, vilket är särskilt viktigt för överbelastade utrymmen som kontor, sjukhus, datacenter och bostadshus. Den nya tekniken kommer inte att ersätta Wi-Fi eller mobilkommunikation, utan snarare komplettera dem och avlasta huvuddelen av belastningen från radionätverkskomponenter i inomhusmiljöer. Den kommer att bana väg för snabbare, säkrare och mer miljövänliga trådlösa nätverk i framtiden, där höghastighetsinternet för video, virtuell verklighet och IoT-enheter kommer att bli normen med minimal strömförbrukning.
Källa:
Källa: 3dnews.ru
