Физики из Великобритании разработали систему беспроводной передачи данных с помощью света, предназначенную для использования в помещениях и призванную конкурировать с технологией Wi-Fi. Скорость передачи информации превышает 100 терабит в секунду, что на порядки превосходит возможности традиционных беспроводных сетей.
В современном мире информация передаётся в основном с помощью света — оптоволокно с терабитной пропускной способностью опоясывает весь мир, и стационарные компьютеры, как правило, тоже подключены к оптоволокну. И если 10—20 лет назад «последней милей», на которой скорость передачи данных резко падает, были каналы связи между пользователем и провайдером, то сейчас в этой роли выступают локальные беспроводные сети. Обладая в целом удовлетворительной пропускной способностью, они всё же обеспечивают скорость передачи на порядки ниже, чем оптоволокно.
Сотрудники Оксфордского университета и Университетского колледжа Лондона нашли способ устранить эту проблему, организовав оптическое беспроводное соединение. Созданная ими установка получает оптический сигнал из оптоволокна, усиливает его и передаёт в пределах помещения.
Исследователи поместили базовую станцию на потолке, откуда устройство проецирует свет в сторону компьютера, а также работает в обратном направлении, получая данные от компьютера и отправляя их дальше. И при приёме, и при получении используется так называемое голографическое управление лучом. Массив жидких кристаллов используется для создания программируемой дифракционной решётки, которая направляет свет в нужную сторону. Принимающая часть с помощью этой решётки преобразует поток света и направляет его в оптический канал, диаметр которого составляет 8—9 микрометров.
Технология подразумевает мультиплексирование сигнала методом разделения частот. Как и призма, дифракционная решётка устройства управления диаграммой направленности отклоняет свет под различными углами в зависимости от длины волны. При поле зрения 60° можно передавать шесть разных длин волн, и при полосе 37,4 Гбит/с для каждой длины волны суммарная пропускная способность составила впечатляющие 224 Гбит/c. При поле зрения в 36° можно передавать лишь три канала с суммарной пропускной способностью 112 Гбит/c.
Максимальное расстояние, на котором осуществляется передача информации, составляет 3 метра. Свет имеет длину волны 1550 нм, это инфракрасное излучение, используемое в телекоммуникационной отрасли благодаря наличию в оптоволокне одного из окон прозрачности на этой длине волны.
Авторы работы не рассчитывают, что их разработка полностью заменит Wi-Fi. Однако обладая потенциалом скорости передачи данных в 3 терабита в секунду, она определённо найдёт своё применение. Для сравнения, максимальная скорость для гигагерцовых беспроводных сетей составляет 7 Гбит/c, и это уже не Wi-Fi, а новый стандарт 802.11ad, известный как WiGig.
Установка требует прямую видимость между приёмником и передатчиком, и в настоящее время приёмник должен сохранять своё местоположение. Следующим шагом, по словам руководителя проекта, будет разработка системы отслеживания местоположения, чтобы пользователь мог расположить мобильный компьютер на любом месте на рабочем столе, а система нашла его и установила соединение.
