Исследователи из Кембриджского университета разработали миниатюрную оптическую беспроводную систему, способную обеспечить рекордную скорость передачи данных до 362,7 Гбит/с. Это стало возможным благодаря использованию инновационной матрицы инфракрасных лазеров, что открывает новые перспективы для беспроводной связи в условиях перегруженного радиэфира.
Об этом сообщает KURAZH
Новый подход к беспроводной связи
Современные беспроводные сети уже сталкиваются с ограничениями пропускной способности из-за перегруженности радиочастотного спектра. С каждым новым устройством — от смартфонов до умных лампочек — свободного ресурса для передачи сигнала становится все меньше. Даже последние стандарты Wi-Fi постепенно достигают пределов своих возможностей из-за радиопомех и ограничений полосы пропускания.
В ответ на эту проблему ученые из Кембриджа предложили использовать оптическую беспроводную связь (Optical Wireless Communication, OWC), работающую в световом диапазоне. Это позволяет избежать помех для традиционной электроники и получить значительно более широкую полосу пропускания, чем у радиочастотных каналов. Разработанная система не только дополняет, но и существенно превосходит существующие технологии.
Миниатюрный чип и уникальные характеристики
В центре разработки — чип размером менее одного миллиметра, на котором расположена матрица из 25 инфракрасных лазеров в формате 5×5. Каждый лазер работает автономно, поэтому система способна передавать данные параллельно различными потоками. По аналогии, это как построить 25-смуговую автомагистраль вместо одной широкой дороги для данных.
Во время испытаний исследователи использовали 21 из 25 лазеров на расстоянии двух метров. Каждый отдельный луч демонстрировал скорость передачи от 13 до 19 Гбит/с, а суммарная пропускная способность системы достигла 362,7 Гбит/с. По словам специалистов, это один из лучших результатов для технологий подобного класса.
«Проблема современных беспроводных сетей проста: радиочастотный спектр — это не резина. С каждым новым смартфоном, умной лампочкой и ноутбуком в вашем доме или офисе становится все меньше «чистого» воздуха для передачи сигнала».
Еще одним преимуществом разработки является энергоэффективность. Благодаря специально разработанной оптической системе формирования лучей, свет распределяется с равномерностью более 90% на расстоянии двух метров, что особенно важно для стабильной работы в многопользовательских условиях. Система потребляет около 1,4 нДж на каждый переданный бит — это вдвое эффективнее, чем современные Wi-Fi-передатчики в аналогичных сценариях.
Хотя ученые не рекомендуют полностью отказываться от традиционных роутеров, оптические системы имеют потенциал значительно повысить качество связи в офисах, больницах или дата-центрах, где подключено много устройств. В будущем такие лазерные матрицы смогут интегрироваться даже в обычные потолочные светильники, превращая каждую лампу в высокоскоростную точку доступа.
Пока кембриджские ученые совершенствуют лазерные системы для офисных помещений, инженеры других стран разрабатывают решения для работы в экстремальных условиях, например, создают чипы, устойчивые к радиации для специализированных сетей.
