211service.com
Wi-Fi rychlostí světla
Bezdrátová síť, která místo rádiových vln využívá odražené infračervené světlo, přenesla data vzduchem rychlostí jeden gigabit za sekundu – šestkrát až 14krát rychleji než nejrychlejší síť Wi-Fi. Takové optické sítě by mohly poskytovat rychlejší a bezpečnější komunikaci a byly by zvláště vhodné pro použití v nemocnicích, letadlech a továrnách, kde může radiofrekvenční přenos rušit navigační zařízení, lékařské přístroje nebo řídicí systémy. Další možnou aplikací jsou bezdrátové sítě pro domácí kina; systém, který přenáší data rychlostí 1,6 gigabitů za sekundu, by mohl vysílat dva samostatné televizní kanály s vysokým rozlišením v místnosti, což je kapacita, která přesahuje šířku pásma jakéhokoli existujícího rádiového systému.
Jasné světlo : Tento experimentální systém může přenášet data rychlostí jeden gigabit za sekundu. K přenosu dat se používá infračervený laser (černé zařízení vpravo).
Postgraduální student Penn State Jarir Fadlllah and Mohsen Kavehrad , profesor elektrotechniky a ředitel univerzitního Centra pro výzkum informačních a komunikačních technologií, postavil a otestoval experimentální systém. Jejich založit odeslala data přes místnost modulací paprsku infračerveného světla, který byl zaměřen na strop, a zachytil odrazy pomocí speciálně upraveného fotodetektoru. Dvojice říká, že jejich měření ukazují, že systém by mohl podporovat přenosovou rychlost mnohem přesahující jeden gigabit za sekundu, kterou v současnosti uvádějí.
Pravděpodobně to bude další generace bezdrátové komunikační technologie, říká Zhengyuan Daniel Xu , profesor elektrotechniky na University of California, Riverside. Xu je také ředitelem UC-Light Center , konsorcium výzkumníků pracujících na bezdrátové optické komunikaci v různých kampusech UC. Světlo vám poskytne vyšší přenosovou rychlost než rádiové frekvence a RF má již velmi přetížené spektrum.
Optické bezdrátové sítě by také mohly nabídnout menší rušení a větší bezpečnost než radiofrekvenční sítě, říká Kavehrad. Zatímco rádiové signály procházejí stěnami a dveřmi, světlo nikoli, což usnadňuje opětovné použití frekvencí a ztěžuje zachycení vysílání. Poznamenává také, že na rozdíl od rádiových frekvencí je spektrální oblast pro veškeré světlo – infračervené, viditelné a ultrafialové – celosvětově neregulovaná. To by mohlo usnadnit komercializaci optických bezdrátových sítí.
Vědci studovali vnitřní optické komunikace od konce 70. let, kdy inženýři v IBM Zürich postavili první fungující systém. Technologie chřadla, protože internet byl stále v plenkách a po bezdrátových širokopásmových systémech nebyla poptávka – ačkoli zájem v posledních několika letech vzrostl.
Ukázka Kavehradu je zdaleka nejvyšší rychlostí, která byla předvedena pro vnitřní bezdrátovou optickou síť, říká Valencia M. Joyner , odborný asistent elektrotechniky a počítačového inženýrství na Tufts University. Poznamenává, že zvláště důležité jsou přenosové vzdálenosti, kterých on a Fadlullah dosáhli, a jejich použití rozptýleného světla spíše než optického systému bod-bod. Při demonstraci vysokorychlostních schopností vnitřních optických signálů je mnoho výzev, říká. Skutečnost, že byl schopen demonstrovat systém s rychlostí 1 gigabit za sekundu s difuzním světlem, je mimořádně významná. To drasticky snižuje složitost systému transceiveru.
Kavehrad a Fadlullah postavili experimentální systém pomocí infračerveného laseru s nízkým výkonem, aby zabránili možnému poškození očí nebo kůže. Zaměřili světlo přes čočku a vytvořili na stropě eliptickou skvrnu; k zachycení světla odraženého od stropu pak použili vysoce citlivý světelný detektor zvaný lavinová fotodioda. Použili plastovou holografickou čočku, aby shromáždili dostatek odraženého světla ze stropního bodu a zaměřili jej na aktivní oblast fotodiody. Pomocí čočky mohli Fadlullah a Kavehrad přenášet optický signál jeden gigabit za sekundu přes místnost asi osm metrů dlouhou a čtyři metry širokou.
Optické sítě s volným prostorem byly dříve používány k přenosu širokopásmových dat na dlouhé vzdálenosti, ale vysoký výkon laserů a potřeba jasné viditelnosti a extrémně přesného vyrovnání mezi vysílačem a přijímačem omezovaly jejich použitelnost. Přístup s nízkou spotřebou a rozptýleným světlem, který zvolili Kavehrad a Fadlullah, nevyžaduje tak přesné vyrovnání a je mnohem praktičtější pro vnitřní komunikaci. Kavehrad říká, že jejich systém by měl fungovat pro viditelné a ultrafialové světlo i pro infračervené.
Společnosti jako např Intel , InterDigital , Siemens , Sony , Samsung , Mitsubishi , a Sanyo všichni pokračují ve výzkumu optických bezdrátových sítí, říkají Kavehrad a Xu. Některé z těchto společností jsou členy Infrared Data Association (IrDA) , průmyslová organizace, která vyvíjí technické standardy pro infračervenou bezdrátovou komunikaci. IrDA nedávno oznámila standard GigaIR pro infračervené komunikační linky s velmi krátkým dosahem, které pracují rychlostí jeden gigabit za sekundu. A pracovní skupina IEEE 802.15, která stanovuje standardy pro bezdrátové osobní sítě, pracuje na vytvoření standardů pro bezdrátové sítě využívající viditelné světlo, říká Fadlullah.
Kavehrad říká, že než se optické bezdrátové sítě stanou realitou, musí proběhnout spousta inženýrských prací. On a Fadlullah používali lasery, vysílače a přijímače, které nebyly navrženy pro komunikaci v jejich experimentálním systému; všechna tato zařízení musí být optimalizována pro datové sítě. Pokud však bude vývoj bílých LED pro vnitřní osvětlení pokračovat současným tempem, podle Kavehradu by mělo být možné mít praktické bezdrátové optické sítě do tří let. Hlavními limitujícími faktory budou průmyslová odvětví a jejich politika a také spotřebitelská poptávka, říká.