Лазерні чипи обіцяють інтернет зі швидкістю 360 Гбіт/с та вдвічі меншим енергоспоживанням
Проблема перевантажених Wi-Fi мереж у сучасних розумних будинках стає дедалі
гострішою. Проте дослідники знайшли рішення, яке звучить як фантастика:
заміна традиційних радіохвиль на невидимі лазерні промені. Нова технологія
оптичного бездротового зв'язку не лише б'є рекорди швидкості, але й радикально
знижує витрати електроенергії.Уявіть ситуацію, коли ваші домашні гаджети не "б'ються" за смугу
пропускання Wi-Fi роутера, а отримують персональний високошвидкісний канал
зв'язку. Нещодавнє дослідження демонструє, що це можливо завдяки використанню
масивів крихітних напівпровідникових лазерів.
360 Гбіт/с на площі менше 1 мм²
У центрі інновації – компактний передавач, що являє собою кастомний масив 5×5 інфрачервоних
лазерів вертикального випромінювання (VCSEL). Увесь цей масив (загалом 25
мікролазерів) вміщується на чипі площею менш як один квадратний міліметр.
На відміну від звичайного роутера, який розсіює радіосигнал навсібіч, кожен
лазер у цьому чипі може керуватися незалежно і передавати власний потік даних.
Під час тестування системи 21 активний лазер забезпечив індивідуальні
швидкості від 13 до 19 Гбіт/с. У сумі це дало приголомшливу загальну пропускну
здатність у 362,7 Гбіт/с. Для порівняння: це в сотні разів швидше за більшість
сучасних домашніх та офісних Wi-Fi підключень.
Кінець "мертвим зонам" і зависанням
Головна перевага лазерної технології – можливість точного формування променя (beam-shaping). Під час
багатокористувацьких тестів дослідники активували чотири промені одночасно.
Система забезпечила стабільну передачу даних на рівні 22 Гбіт/с без жодних
перешкод чи затримок, які зазвичай виникають у Wi-Fi мережах через накладання
сигналів сусідніх пристроїв.
Оскільки світло не створює перешкод для радіочастот, такі лазерні хаби можуть
ідеально доповнювати існуючі радіомережі в перевантажених умовах розумного
простору.
Енергоефективність: новий стандарт
Збільшення кількості підключених пристроїв неминуче тягне за собою зростання
рахунків за електроенергію для телекомунікаційного обладнання. Лазерна
технологія вирішує і цю проблему.
Завдяки тому, що інфрачервоні лазери (VCSEL) є природно енергоефективними і
можуть працювати на високих швидкостях без складного посилення сигналу,
система споживає лише близько 1,4 наноджоуля на кожен переданий біт. Це
приблизно вдвічі менше, ніж витрачають на передачу даних сучасні аналоги
Wi-Fi.
Підсумок
Звісно, оптичний бездротовий зв'язок (подібний до концепції Li-Fi) має свої
фізичні обмеження – він потребує прямої видимості і не проходить крізь стіни. Тому ця
технологія позиціонується не як повна заміна Wi-Fi, а як високопродуктивне
доповнення. У майбутньому лазерні передавачі, інтегровані у стельове
освітлення, візьмуть на себе найважчий трафік (наприклад, стрімінг у 8K або
роботу з AR/VR гарнітурами), залишивши традиційний Wi-Fi для смартфонів і
смарт-годинників у ваших кишенях.
Приєднатися до обговорення