Rádió helyett fény: a nagy ugrás
A mindennapokban megbízható és gyors vezeték nélküli kapcsolat nélkül elképzelhetetlen a videóhívás, a streamelés vagy akár a virtuális valóság. Ahogy egyre több eszköz kapcsolódik az internetre, a Wi-Fi- és mobilhálózatok egyre jobban túlterheltek lesznek: zavaró frekvenciaütközések, interferencia, növekvő energiaigények. Az egyik újszerű megoldás az optikai vezeték nélküli kommunikáció – itt a rádióhullámok helyét a fény veszi át. A fény jelentősen nagyobb átviteli kapacitást, zavarásmentes működést és pontos irányíthatóságot kínál, különösen zárt terekben, ahol egyszerre sok készülék igényli a gyors netet.
Lézerdiódák apró chipen: adatrobbanás kicsiben
Az új rendszer szíve egy mindössze néhány milliméteres chip, amelyet öt sorban és öt oszlopban – összesen 25 darab – elhelyezkedő VCSEL típusú lézerdiódák alkotnak. Ezek az infravörös lézerek adatközpontokban, szenzorokban is ismertek, mert egyszerre nagy sebességet és kis energiaigényt biztosítanak. Minden egyes lézerdióda önállóan vezérelhető, külön adatfolyamot tud továbbítani; így az összes lézer együttesen sokszorosan megnöveli az összkapacitást. A chip mérete lehetővé teszi, hogy akár mobiltelefonba vagy kis vevőegységbe is beszereljék.
Rekordot döntött a fényalapú adatátvitel
Laboratóriumi kísérletekben egy kétméteres távolságot hidaltak át szabad térben úgy, hogy minden lézer több, egymáshoz közel eső frekvenciacsatornán továbbította az adatokat – ezzel maximalizálva a sávszélességet. A teszt során 21 lézerdióda működött aktívan, egyenként 13–19 gigabit/másodperc adatátvitellel, így az egész rendszer 362,7 gigabit/másodperc összsebességet produkált. Bizonyos jelek arra utalnak, hogy fejlettebb vevőtechnológiával ez az érték még tovább növelhető.
Több felhasználó, egyedileg irányítható fényfolyamok
A számos lézerdióda párhuzamos használata kihívást jelent: a sugaraknak nem szabad interferálniuk. Ezért a kutatók mikrolencsetömböt és speciális optikát használtak, hogy mindegyik lézerfény precízen kijelölt, 2 méteren túl is 90 százalék fölötti egységességgel megvilágított területet kapjon. Ez lehetővé teszi, hogy ugyanazzal a chippel több felhasználó is stabil, dedikált kapcsolatot kapjon – négy párhuzamos fénysugár esetén a rendszer együttesen 22 gigabit/másodpercet nyújtott, interferencia nélkül.
Feleannyi energia, kisebb karbonlábnyom
A rádiós megoldásokkal ellentétben itt minden bit nemcsak gyorsabban, hanem kevesebb energiával is mozog. Egy átlagos Wi-Fi-jelhez képest a lézeres chip mindössze 1,4 nanojoule adatbitenkénti fogyasztást mutatott, így a teljes energiahasználat nagyjából a felére csökkent. Ez nemcsak pénztárcabarát, hanem jóval környezetkímélőbb is.
Mi jön ezután? Kiegészíteni, nem leváltani
A lézeres technológia nem akarja kiszorítani teljesen a meglévő Wi-Fi-t vagy mobilhálózatokat – inkább azok mellett, zárt terekben nyújtana nagy sávszélességet és stabil kapcsolódási lehetőségeket, csökkentve a rádiós rendszerek zsúfoltságát. A közeljövőben a mennyezetbe vagy lámpatestekbe épített apró chipek villámgyors, biztonságos és energiatakarékos internetet garantálhatnak sok ember számára egyszerre, minimális energiafogyasztás mellett.
