Безжичните оптични мрежи обещават да разтоварят Wi-Fi мрежите в затворени помещения, включително у дома. Наскоро такава оптична връзка на закрито постигна нов рекорд за скорост: над 360 Gbps.
Пробив в разработката на системи за безжична оптично предаване на данни постигнаха инженери от Международното общество по оптика и фотоника (SPIE). Те проектираха компактен чип с масив от миниатюрни полупроводникови лазери (VCSEL – Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser), който за предаване на данни използва светлина вместо радиовълни.
В лабораторни тестове системата постигна рекордна скорост от 362,7 Гбит/Gbps), значително надвишаваща възможностите на традиционните Wi-Fi и мобилни мрежи.
До този момент рекордът за скорост на безжично предаване на данни бе 360 Gbps, постигнат чрез лазерна безжична технология, предлагаща високоенергийно ефективна алтернатива на Wi-Fi.
Друг забележителен скорошен рекорд бе поставен от изследователи от UCL с 938 Gbps, използващи комбинация от радио и светлинна технология, което е над 9000 пъти по-бързо от средните скорости на 5G.
Енергийната ефективност на предложеното решение е два пъти по-висока от тази на радиосъобщенията: за един бит информация се изразходваха около 1,4 нДж. Това ще позволи значително намаляване на потреблението на енергия при нарастващото натоварване на мрежите.
В основата на технологията стои чип с размер, по-малък от милиметър, който съдържа масив от лазери, подредени в матрица 5 × 5. Всеки елемент работи независимо и предава отделен поток данни. Специална оптична система с микролещи формира посоката на всеки лъч.
Така се създава равномерна решетка от осветени зони на разстояние до два метра без взаимни смущения (експериментът е проведен в обикновено помещение, където предавател и приемник са раздалечени на два метра).
Матрицата от излъчващи светодиоди позволява едновременно обслужване на няколко потребителя в едно помещение. Модулацията на сигнала с множество честотни канали осигурява висок пропускателен капацитет – до 362,7 Gbps при работа на 21 от 25-те светодиода.
Скоростта на предаване може да бъде дори по-висока, но в случая е била ограничена от закупения в магазина фотоприемник, използван в експеримента.
Компактните размери на предаващия чип позволяват неговото вграждане в точки за достъп, осветителни тела и навсякъде, където е необходима високоскоростна връзка в непосредствена близост до потребителя.
Ако има повече от един потребител, многоканалният режим дава на всеки от тях своя дял от високоскоростния трафик – това е демонстрирано чрез организиране на четири отделни канала за връзка с впечатляваща пропускателна способност. При това скоростта на работа на всеки лазер от матрицата достигна 19 Гбит/с.
Разработчиците подчертават, че оптичната връзка не е податлива на проблемите с интерференцията, характерни за радиочестотите, което е особено важно за претоварени помещения – офиси, болници, дата-центрове и жилищни пространства.
Новата технология няма да замени Wi-Fi или мобилната комуникация, а ще ги допълни, като свали основната натовареност от радиокомпонентите в затворени помещения.
В бъдеще технологията ще послужи за създавате на по-бързи, по-сигурни и екологично чисти безжични мрежи, а високоскоростният интернет за видеоклипове, виртуална реалност и IoT-устройства ще станат норма при минимално енергийно потребление.
