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Wi-Fi alla velocità della luce
Una rete wireless che utilizza la luce infrarossa riflessa invece delle onde radio ha trasmesso dati attraverso l'aria a una velocità di un gigabit al secondo, da sei a 14 volte più veloce della rete Wi-Fi più veloce. Tali reti ottiche potrebbero fornire comunicazioni più veloci e sicure e sarebbero particolarmente adatte per l'uso in ospedali, aerei e fabbriche, dove la trasmissione a radiofrequenza può interferire con apparecchiature di navigazione, dispositivi medici o sistemi di controllo. Un'altra possibile applicazione è la rete wireless per gli home theater; un sistema che trasmette dati a 1,6 gigabit al secondo potrebbe trasmettere due canali TV separati ad alta definizione in una stanza, una capacità che supera la larghezza di banda di qualsiasi sistema radio esistente.
Luce luminosa : Questo sistema sperimentale può trasferire dati a un gigabit al secondo. Un laser a infrarossi (il dispositivo nero a destra) viene utilizzato per trasmettere i dati.
Lo studente laureato della Penn State Jarir Fadlullah e Mohsen Kavehrad , professore di ingegneria elettrica e direttore del Centro di ricerca sulle tecnologie dell'informazione e delle comunicazioni dell'università, ha costruito e testato il sistema sperimentale. I loro impostare ha inviato dati attraverso una stanza modulando un raggio di luce infrarossa che è stato focalizzato sul soffitto e raccogliendo i riflessi utilizzando un fotorilevatore appositamente modificato. La coppia afferma che le loro misurazioni mostrano che il sistema potrebbe supportare velocità di trasmissione dati ben oltre il gigabit al secondo che stanno attualmente rivendicando.
Questa probabilmente sarà la tecnologia di comunicazione wireless di prossima generazione, afferma Zhengyuan Daniel Xu , professore di ingegneria elettrica presso l'Università della California, Riverside. Xu è anche il direttore del Centro luci UC , un consorzio di ricercatori che lavorano sulle comunicazioni ottiche wireless in diversi campus UC. La luce ti darà velocità di trasmissione dati più elevate rispetto alle frequenze radio e la RF ha già uno spettro molto congestionato.
Le reti wireless ottiche potrebbero anche offrire meno interferenze e maggiore sicurezza rispetto alle reti a radiofrequenza, afferma Kavehrad. Mentre i segnali radio passano attraverso pareti e porte, la luce no, rendendo più facile il riutilizzo delle frequenze e più difficile l'intercettazione delle trasmissioni. Nota inoltre che, a differenza delle frequenze radio, la regione spettrale di tutta la luce (infrarossi, visibili e ultravioletti) non è regolamentata in tutto il mondo. Ciò potrebbe facilitare la commercializzazione delle reti wireless ottiche.
I ricercatori hanno studiato le comunicazioni ottiche per interni dalla fine degli anni '70, quando gli ingegneri dell'IBM Zürich costruirono il primo sistema funzionante. La tecnologia languiva perché Internet era ancora agli inizi e non c'era richiesta di sistemi wireless a banda larga, sebbene l'interesse sia cresciuto negli ultimi anni.
La dimostrazione di Kavehrad è di gran lunga la velocità più alta dimostrata per una rete ottica wireless per interni, afferma Valencia M. Joyner , assistente professore di ingegneria elettrica e informatica presso la Tufts University. Nota che le distanze di trasmissione raggiunte da lui e Fadlullah, e il loro uso della luce diffusa piuttosto che un sistema ottico punto-punto, sono particolarmente importanti. Ci sono molte sfide nel dimostrare le capacità ad alta velocità dei segnali ottici interni, dice. Il fatto che sia stato in grado di dimostrare un sistema da un gigabit al secondo con luce diffusa è estremamente significativo. Ciò riduce drasticamente la complessità del sistema ricetrasmettitore.
Kavehrad e Fadlullah hanno costruito il sistema sperimentale utilizzando un laser a infrarossi a bassa potenza per prevenire possibili danni agli occhi o alla pelle. Hanno focalizzato la luce attraverso una lente, creando un punto ellittico sul soffitto; hanno quindi utilizzato un rilevatore di luce ad alta sensibilità chiamato fotodiodo da valanga per raccogliere la luce riflessa dal soffitto. Hanno usato una lente olografica di plastica per raccogliere abbastanza luce riflessa dal punto del soffitto e focalizzarla sull'area attiva del fotodiodo. Usando l'obiettivo, Fadlullah e Kavehrad potrebbero trasmettere un segnale ottico di un gigabit al secondo attraverso una stanza di circa otto metri di lunghezza per quattro metri di larghezza.
Le reti ottiche nello spazio libero sono state precedentemente utilizzate per trasmettere dati a banda larga su lunghe distanze, ma l'elevata potenza dei laser e la necessità di una chiara linea di vista e un allineamento estremamente preciso tra trasmettitore e ricevitore ne hanno limitato l'utilità. L'approccio a luce diffusa e a bassa potenza scelto da Kavehrad e Fadlullah non richiede un allineamento così preciso ed è molto più pratico per le comunicazioni interne. Kavehrad afferma che il loro sistema dovrebbe funzionare per la luce visibile e ultravioletta, nonché per gli infrarossi.
Aziende come Intel , Interdigitale , Siemens , Sony , Samsung , Mitsubishi , e Sanyo stanno tutti portando avanti la ricerca sulle reti wireless ottiche, affermano Kavehrad e Xu. Molte di queste società sono membri del Associazione dati infrarossi (IrDA) , un'organizzazione del settore che sta sviluppando standard tecnici per le comunicazioni wireless a infrarossi. L'IrDA ha recentemente annunciato lo standard GigaIR per collegamenti di comunicazione a infrarossi a raggio molto corto e in linea di vista che operano a un gigabit al secondo. E il gruppo di lavoro IEEE 802.15, che definisce gli standard per le reti personali wireless, sta lavorando per creare standard per le reti wireless che utilizzano la luce visibile, afferma Fadlullah.
Kavehrad afferma che è necessaria molta ingegneria prima che le reti wireless ottiche diventino una realtà. Lui e Fadlullah usavano laser, trasmettitori e ricevitori non progettati per le comunicazioni nel loro sistema sperimentale; tutte queste apparecchiature devono essere ottimizzate per il networking dei dati. Tuttavia, afferma Kavehrad, se lo sviluppo dei LED bianchi per l'illuminazione di interni continua al ritmo attuale, dovrebbe essere possibile avere reti ottiche wireless pratiche entro tre anni. I principali fattori limitanti saranno le industrie e la loro politica, nonché la domanda dei consumatori, afferma.