Nowy internet bez Wi‑Fi? Inżynierowie pokazali łącze 362 Gbps

Inżynierowie z Wielkiej Brytanii przeprowadzili testy bezprzewodowego systemu, który w symbolicznym skrócie oznacza koniec ograniczeń tradycyjnego Wi‑Fi. Nowa technologia oparta na laserach VCSEL osiąga prędkość 362,7 Gbps – to wartość nieosiągalna dla żadnego domowego routera. Co istotne, chodzi tu nie o zastąpienie klasycznego Wi‑Fi, lecz o całkiem nową warstwę łączności, która może odciążyć przeciążoną infrastrukturę radiową i zużywać mniej energii.

Inżynierowie z Wielkiej Brytanii przetestowali bezprzewodowy system, który osiąga prędkości transmisji danych nieosiągalne dla domowych routerów.

Nowa technologia oparta na laserach ma przesyłać dane nawet 4 tysiące razy szybciej niż typowe łącze, z którego korzystamy w mieszkaniach. Nie chodzi przy tym o zastąpienie klasycznego Wi‑Fi, ale o całkiem nową warstwę łączności, która może odciążyć przeciążoną infrastrukturę i zużywać mniej energii.

Bezprzewodowy rekord: 362,7 Gbps na zaledwie dwóch metrach

Opisywany system to forma łączności optycznej, która wykorzystuje matrycę specjalnych laserów VCSEL (vertical-cavity surface-emitting laser). To nie jest futurystyczny wynalazek z laboratorium science fiction – takie lasery już dziś działają w centrach danych, ale do tej pory nie wykorzystywano ich w ten sposób w domowej lub biurowej łączności.

Podczas testów naukowcy zestawili matrycę złożoną z 25 laserów (układ 5 × 5). Wspólnie uzyskano łączną przepływność 362,7 Gbit/s na dystansie około dwóch metrów. Dla porównania, domowe łącza w Polsce najczęściej mieszczą się w przedziale od kilkudziesięciu do kilkuset megabitów na sekundę, a gigabit wciąż uchodzi za coś „premium”.

Przepływność 362,7 Gbps oznacza możliwość pobrania około 20 filmów w jakości HD w jedną sekundę, przy znacznie niższym zużyciu energii na jeden bit danych.

Kluczem do takiej wydajności jest modulacja z wykorzystaniem multipleksacji częstotliwości. W uproszczeniu: każdy z laserów „niesie” swoją porcję danych na nieco innym ustawieniu, co pozwala maksymalnie zagospodarować dostępne pasmo. Pojedynczy laser osiągał od 13 do 19 Gbit/s, co już samo w sobie przebija możliwości wielu obecnych standardów domowych.

Energooszczędna alternatywa dla zatłoczonego pasma radiowego

Nowy system nie konkuruje bezpośrednio z Wi‑Fi czy 5G. Inżynierowie widzą go raczej jako uzupełnienie, które częściowo zdejmie ruch z zatłoczonego eteru radiowego i poprawi efektywność energetyczną sieci.

Podczas testów zmierzono zużycie energii na poziomie około 1,4 nJ/bit (nanojoula na bit). To wartość zauważalnie niższa niż w wielu współczesnych rozwiązaniach bezprzewodowych. Przy ogromnych ilościach danych, które codziennie przepływają przez nasze domy, biura i centra danych, takie oszczędności przekładają się na realne rachunki za prąd i ślad węglowy.

• Przepływność: do 362,7 Gbit/s (na krótkim dystansie)
• Dystans testowy: około 2 metry
• Liczba laserów: 25 (matryca 5 × 5)
• Prędkość pojedynczego lasera: 13–19 Gbit/s
• Zużycie energii: ok. 1,4 nJ/bit

Inżynierowie podkreślają, że nie chodzi tu o podmienienie routera w salonie na świecące pudełko z laserami. Tego typu łącza mogą najpierw trafić do wyspecjalizowanych zastosowań: łączenia serwerów, stanowisk roboczych o dużych wymaganiach, ultrawydajnych stanowisk VR czy systemów przemysłowych.

Li‑Fi i komunikacja światłem: co to właściwie jest

Nowy system wpisuje się w szerszy trend wykorzystania światła do transmisji danych, czyli technologie Li‑Fi i VLC (Visible Light Communication). W odróżnieniu od Wi‑Fi, które korzysta z fal radiowych, Li‑Fi używa widzialnego lub bliskiego podczerwieni zakresu światła. Nadajnikiem może być dioda LED w lampie lub właśnie specjalna matryca laserów.

Takie podejście ma kilka praktycznych skutków. Po pierwsze, pasmo światła jest ogromne w porównaniu z radiowym. Szacuje się, że dostępne spektrum dla Li‑Fi jest nawet 10 tysięcy razy szersze niż cały obecnie wykorzystywany zakres fal radiowych. Daje to margines do dalszego zwiększania prędkości i liczby urządzeń działających obok siebie bez wzajemnego „zagłuszania się”.

Li‑Fi potrafi działać równolegle z Wi‑Fi, 4G, 5G czy Bluetooth, przejmując najbardziej „głodny” danych ruch i tym samym odciążając tradycyjne sieci.

Po drugie, sygnał świetlny zachowuje się inaczej niż radiowy. Nie przechodzi przez nieprzezroczyste ściany, łatwo go ograniczyć do jednego pomieszczenia, a interferencje z sąsiednimi instalacjami są mniejsze. To z jednej strony zaleta, z drugiej wyzwanie konstrukcyjne.

Bezpieczeństwo: internet, który nie wychodzi poza pokój

Brak przenikania światła przez ściany ma istotne konsekwencje dla bezpieczeństwa sieci. Spora część włamań do sieci Wi‑Fi bazuje na tym, że sygnał z mieszkania czy biura „wylewa się” na klatkę schodową, parking lub ulicę. W przypadku łączności opartej na świetle podsłuch staje się znacznie trudniejszy, bo trzeba fizycznie znaleźć się w zasięgu wiązki lub lampy.

Dla firm, instytucji publicznych czy szpitali może to być silny argument za wprowadzeniem Li‑Fi w krytycznych miejscach. Łącze działa tylko w sali konferencyjnej, laboratorium albo gabinecie dyrektora. Po wyłączeniu światła komunikacja ustaje, a „wyciek” sygnału na zewnątrz praktycznie nie występuje.

Jak taka technologia może trafić do zwykłego mieszkania

W pierwszym etapie taka łączność najpewniej nie zastąpi Wi‑Fi w laptopie czy smartfonie. Raczej uzupełni istniejące sieci w miejscach, gdzie kluczowe są trzy cechy: ogromna prędkość, niski pobór energii i kontrola nad obszarem działania sygnału.

Można wyobrazić sobie mieszkanie, w którym router Wi‑Fi nadal obsługuje smartfony, tablety i telewizor, ale komputer do pracy grafika czy stanowisko VR łączy się z serwerem w salonie właśnie przez system optyczny. Krótki dystans między nadajnikiem a odbiornikiem w takim scenariuszu nie stanowi ograniczenia, za to wąska, stabilna wiązka światła zapewnia stabilne, niemal natychmiastowe przesyłanie danych.

Co to oznacza dla 6G i przyszłości łączności

Nowe rozwiązania optyczne coraz częściej pojawiają się w dyskusjach o standardach przyszłej generacji, czyli 6G. Już dziś operatorzy i producenci sprzętu zastanawiają się, jak pogodzić rosnący ruch danych z rosnącymi cenami energii i presją na redukcję emisji.

W praktyce przyszłe sieci mogą działać warstwowo. Na zewnątrz dominują stacje 5G i przyszłe 6G, które zapewniają szerokie pokrycie terenu. W budynkach klasyczne Wi‑Fi dba o elastyczny dostęp dla wielu użytkowników. W miejscach najbardziej wymagających – laboratoria, sale operacyjne, hale fabryczne, studia filmowe, stanowiska AR/VR – wchodzi w grę właśnie łączność optyczna, w tym rozwiązania oparte na laserach VCSEL.

Jakie problemy trzeba jeszcze rozwiązać

Brzmi imponująco, ale droga od rekordu laboratoryjnego do masowej technologii bywa długa. System z prędkością 362,7 Gbit/s testowano na krótkim dystansie i w kontrolowanych warunkach. Trzeba sprawdzić, jak zachowa się w typowym biurze, gdzie są ludzie, meble, kurz i wiele potencjalnych przeszkód dla wiązki światła.

Wyzwaniem będzie także miniaturyzacja odbiorników oraz obniżenie kosztu całego zestawu do poziomu, który zaakceptuje rynek konsumencki. W przypadku firm potrzebne są dojrzałe standardy, gwarantujące kompatybilność urządzeń od różnych producentów i bezproblemową integrację z istniejącą infrastrukturą sieciową.

Do tego dochodzą kwestie bardzo przyziemne: projekt obudów, sposób montażu nadajników, integracja z oświetleniem w budynku, a nawet to, jak użytkownicy zareagują na obecność widocznych lub migoczących źródeł światła odpowiedzialnych za transmisję danych.

Co z tego będzie miał zwykły użytkownik internetu

Z perspektywy osoby, która po prostu chce oglądać filmy, grać i pracować zdalnie, najważniejsze są trzy efekty: wyższa prędkość, mniejsze opóźnienia i bardziej stabilne łącze w zatłoczonych miejscach. Technologie podobne do opisywanego systemu laserowego mogą sprawić, że w biurowcach, blokach i kampusach akademickich ruch zostanie sprawniej podzielony między różne „warstwy” sieci.

Część danych przejmie Wi‑Fi, część 5G, a najbardziej wymagające strumienie – np. wideo w 8K na żywo czy renderowanie gier w chmurze dla gogli VR – trafią do szybkich połączeń optycznych. Użytkownik nie musi wiedzieć, którą trasą biegną jego pakiety. Odczuje tylko krótszy czas reakcji i mniejszą liczbę przerw w transmisji.

Dla osób mniej technicznych przydatne może być jeszcze jedno uproszczenie: łączność optyczna to trochę jak „światłowód w powietrzu”. Zamiast kabla z włóknem mamy wiązkę światła między nadajnikiem a odbiornikiem. Ten obrazek dobrze oddaje zarówno ogromny potencjał prędkości, jak i ograniczenie w postaci stosunkowo krótkich dystansów i konieczności zachowania odpowiedniej „widoczności” między urządzeniami.