Nowa bezprzewodowa rewolucja: 362 Gbps zamiast domowego Wi‑Fi
Inżynierowie z Wielkiej Brytanii przetestowali łącze bez kabli tak szybkie, że zwykły router wygląda przy nim jak relikt przeszłości.
W laboratorium udało się przesłać dane z prędkością ponad 360 Gbit/s na niewielkim dystansie, wykorzystując nie fale radiowe, ale światło laserowe. Taki system nie ma zastąpić domowego Wi‑Fi, lecz odciążyć sieci i dać bardzo szybkie, a przy tym oszczędne energetycznie połączenia tam, gdzie liczy się każda milisekunda.
Internet ze światła: co właściwie przetestowano
Nowa technologia należy do rodziny rozwiązań określanych jako Li‑Fi i VLC, czyli komunikacja za pomocą światła widzialnego. Zamiast anten i fal radiowych wykorzystuje się lasery lub diody LED, które migają z ogromną częstotliwością, niewidoczną dla ludzkiego oka, przenosząc informacje w postaci bitów.
W opisanym eksperymencie naukowcy użyli specjalnej matrycy laserów VCSEL. To rodzaj miniaturowych laserów półprzewodnikowych, które już dziś pracują w centrach danych czy w systemach rozpoznawania twarzy w smartfonach. Tutaj posłużyły do stworzenia bezprzewodowego łącza optycznego.
Przeczytaj również: Gatunki kluczowe: niewidzialni „inżynierowie” przyrody, od wilków po kelp
Układ 25 laserów VCSEL osiągnął łączną prędkość 362,7 Gbit/s na dystansie zaledwie dwóch metrów, zużywając bardzo mało energii na każdy przesyłany bit.
Każdy z 25 laserów w matrycy pracował z przepustowością od około 13 do 19 Gbit/s. Suma ich możliwości dała imponujący wynik 362,7 Gbit/s, co producent porównał do około czterech tysięcy typowych domowych łączy oferowanych przez router operatora.
Dlaczego to takie szybkie i oszczędne
Sercem rozwiązania jest zaawansowana modulacja sygnału, czyli sposób, w jaki informacje są „nakładane” na światło. Zastosowano tzw. multipleksowanie w dziedzinie częstotliwości. W praktyce oznacza to, że różne kanały danych biegną jednocześnie, każdy na innej „częstotliwości” w obrębie tego samego wiązki światła.
Przeczytaj również: Astrofizyczny „laser” z głębi kosmosu. Naukowcy namierzyli sygnał sprzed 8 miliardów lat
Taka technika pozwala maksymalnie wykorzystać dostępną szerokość pasma, a to właśnie szerokość pasma decyduje, ile danych można przesłać w danym czasie. Tutaj mówimy o zakresie znacznie szerszym niż w klasycznych systemach radiowych.
Energochłonność systemu oszacowano na około 1,4 nJ na bit, czyli dużo mniej niż w typowych modułach Wi‑Fi stosowanych w dzisiejszych urządzeniach sieciowych.
Niższy pobór energii oznacza mniejsze koszty działania infrastruktury sieciowej i szansę na bardziej ekologiczne centra danych. W skali wielkiej serwerowni różnica w energii zużywanej na każdy bit przekłada się na realne oszczędności i mniejszy ślad węglowy.
Przeczytaj również: Francuscy emeryci rezygnują z Portugalii. Zakochali się w jednym nadmorskim miasteczku
Li‑Fi, VLC, Wi‑Fi i 6G: kto tu kogo zastąpi
Nie chodzi o to, aby całkowicie porzucić Wi‑Fi. Standardy radiowe mają ogromną zaletę: fale przenikają przez ściany i pozwalają objąć zasięgiem całe mieszkanie czy biuro z jednego nadajnika. Światło ma inne właściwości, więc i zastosowania będą różne.
Li‑Fi i komunikacja w paśmie światła widzialnego są raczej dodatkiem do istniejących technologii, takich jak 4G, 5G, Wi‑Fi czy Bluetooth. W miejscach o bardzo dużym zagęszczeniu urządzeń mogą odciążyć zatłoczone pasmo radiowe i przejąć najbardziej wymagające zadania, na przykład w centrach danych, halach przemysłowych czy salach konferencyjnych pełnych uczestników online.
Spektrum 10 000 razy szersze niż radio
Ogromną przewagą komunikacji świetlnej jest dostępne pasmo. Według badaczy zakres, którym dysponuje Li‑Fi, jest mniej więcej dziesięć tysięcy razy szerszy niż łączny dostępny zakres częstotliwości radiowych używanych do transmisji danych. Mówiąc prościej: w „autostradzie” zbudowanej ze światła można zmieścić dużo więcej „pasm ruchu” niż w tej radiowej.
Przykładowy przelicznik, którym posługują się inżynierowie, brzmi efektownie: przy takich prędkościach można by ściągnąć około 20 filmów w jakości HD w zaledwie jedną sekundę.
Na razie to testy w kontrolowanych warunkach i na bardzo krótkim dystansie, ale pokazują górną półkę tego, co może dać optyczna komunikacja bezprzewodowa, gdy trafi do produktów komercyjnych.
Bezpieczeństwo: światło nie przejdzie przez ścianę
Cechą, która szczególnie może zainteresować firmy, jest naturalne ograniczenie zasięgu. Światło nie przechodzi przez nieprzezroczyste ściany, więc sygnał nie wychynie daleko poza pomieszczenie, w którym działa. To utrudnia podsłuchiwanie z zewnątrz i ogranicza zakłócenia pomiędzy sąsiednimi sieciami.
- mniejsza podatność na podsłuch z korytarza czy z mieszkania obok,
- łatwiejsze „zamykanie” sieci do jednego pokoju lub strefy,
- brak zakłóceń z innych pomieszczeń w tym samym budynku,
- lepsza kontrola, gdzie dokładnie dociera sygnał.
Dla zastosowań przemysłowych, bankowych albo wojskowych taka cecha bywa równie ważna jak sama prędkość. W domu może się przełożyć na możliwość tworzenia lokalnych, bardzo szybkich „baniek” łączności, na przykład w salonie z telewizorem 8K czy przy stanowisku gamingowym.
Gdzie moglibyśmy używać internetu ze światła
Jeśli ta technologia dojrzeje, lista praktycznych zastosowań może być szeroka. W wielu miejscach światło i tak już jest – trzeba tylko sprawić, by oprócz oświetlania zaczęło też przekazywać dane.
Przykładowe scenariusze użycia
| Miejsce | Możliwe zastosowanie Li‑Fi |
|---|---|
| Biura i sale konferencyjne | Bardzo szybkie łącza dla wielu laptopów i ekranów bez obciążania Wi‑Fi |
| Szpitale | Transmisja danych z urządzeń medycznych bez wprowadzania zakłóceń radiowych |
| Samoloty i pociągi | Internet dla pasażerów przy ograniczonym użyciu fal radiowych w kabinie |
| Fabryki i magazyny | Łącza o małych opóźnieniach dla robotów i autonomicznych wózków |
| Domowe rozrywki | Błyskawiczne przesyłanie obrazu 8K między konsolą, telewizorem i zestawem VR |
Nieprzypadkowo mówi się też o wpływie takich rozwiązań na przyszłe sieci 6G. Duża część obciążenia, które dziś trafia do anten komórkowych, może w przyszłości zostać przejęta przez systemy optyczne działające na krótkich dystansach – na przykład w budynkach biurowych czy kampusach.
Co to oznacza dla zwykłego użytkownika internetu
Na razie nie ma co biec do sklepu po „lampę z internetem”. Testy prowadzone przez inżynierów z Wielkiej Brytanii to etap badań nad ograniczeniami technologii. Zanim takie rozwiązania trafią pod domowe sufity, musi minąć kilka lat – producentów czeka projektowanie standardów, dopracowywanie bezpieczeństwa i obniżanie kosztów sprzętu.
Można natomiast spodziewać się, że pierwsze będą wielkie firmy i instytucje, dla których każda sekunda opóźnienia i każdy wat energii ma znaczenie. Centra danych, placówki medyczne, zakłady produkcyjne – tam światło jako nośnik danych ma szansę pojawić się najwcześniej.
Dla przeciętnego internauty efekt może być pośredni. Jeśli część ruchu trafi na łącza optyczne, obecne sieci radiowe zyskają trochę oddechu. W praktyce może to oznaczać stabilniejsze Wi‑Fi w gęsto zabudowanych blokach i mniejsze ryzyko „przytykania się” sieci w godzinach szczytu.
Warto też pamiętać, że technologie często przenikają do domu tylnymi drzwiami. Najpierw powstają rozwiązania dla serwerowni czy fabryk, potem ich tańsze wersje trafiają do routerów, laptopów i telewizorów. Jeżeli optyczna komunikacja bezprzewodowa rzeczywiście spełni obietnice dotyczące prędkości i energooszczędności, za kilka–kilkanaście lat nikogo nie zdziwi, że domowe lampy LED nie tylko świecą, ale też dostarczają internet szybszy niż dzisiejsze światłowody.
