Nowy bezprzewodowy rekord prędkości: 362 Gbps zamiast domowego Wi‑Fi

Inżynierowie z Wielkiej Brytanii pokazali prototyp łącza bezprzewodowego, które przy dzisiejszym domowym Wi‑Fi wygląda jak modem z epoki dial‑up.

Wykorzystując lasery i komunikację świetlną, zespół badawczy uzyskał transfer sięgający 362,7 Gbit/s na krótkim dystansie. To poziom, który w praktyce pozwoliłby pobrać około 20 filmów w jakości HD w mniej niż sekundę. Technologia nie ma zastąpić klasycznego Wi‑Fi, ale odciążyć je tam, gdzie potrzeba ogromnych prędkości i niskiego zużycia energii.

Bezprzewodowy rekord dzięki laserom VCSEL

Za przełom odpowiada anonimowy zespół badawczy pracujący w Wielkiej Brytanii. Zamiast anten radiowych zastosowano tu matrycę laserów VCSEL, czyli laserów o emisji powierzchniowej, które już dziś pracują w centrach danych czy w skanerach 3D w smartfonach.

W testach użyto układu 5 × 5, czyli 25 miniaturowych laserów pracujących równolegle. Każdy z nich przesyłał własny strumień danych, a łącznie dało to przepustowość 362,7 Gbit/s na dystansie zaledwie dwóch metrów. W świecie bezprzewodowej komunikacji optycznej to już poziom ścisłej czołówki.

Nowy system osiągnął około 4 000 razy wyższą prędkość niż typowe łącze domowego routera, przy znacznie niższym zużyciu energii na jeden bit danych.

Badacze sięgnęli po zaawansowaną modulację z podziałem częstotliwości. W praktyce oznacza to, że dostępne pasmo podzielono na wiele „kanałów”, a każdy z nich niósł fragment informacji. Dzięki temu każdy laser osiągał od 13 do 19 Gbit/s, przy jednoczesnej redukcji strat energetycznych.

Ile energii pożera taki transfer?

Nowy system imponuje nie tylko szybkością, ale też efektywnością. Zużycie energii oszacowano na 1,4 nJ/bit. To bardzo niski wynik w porównaniu z typowymi rozwiązaniami Wi‑Fi, które przy podobnych prędkościach wymagałyby znacznie większej mocy.

Tak wysokie transfery są możliwe między innymi dlatego, że technologia korzysta z komunikacji optycznej, czyli światła. Światło może przenosić ogromne ilości danych przy stosunkowo niewielkich stratach, o ile warunki są stabilne, a nadajnik i odbiornik „widzą się” bez przeszkód.

Li‑Fi i komunikacja świetlna jako uzupełnienie Wi‑Fi

Nowy system wpisuje się w szerszy nurt rozwoju technologii takich jak Li‑Fi i VLC (Visible Light Communication), czyli łączności opartej na świetle widzialnym. Zasada jest podobna: zamiast fal radiowych, jak w Wi‑Fi, 4G, 5G czy Bluetooth, do przesyłania informacji wykorzystuje się modulowane światło.

Li‑Fi nie ma przejąć całego ruchu sieciowego. Jego rolą jest raczej dociążenie miejsc, w których klasyczne sieci radiowe zaczynają „korkować się” od liczby urządzeń, wymagających stałego i szybkiego dostępu do internetu. Mowa o biurach pełnych laptopów, salach konferencyjnych, halach przemysłowych czy dużych mieszkaniach z dziesiątkami inteligentnych sprzętów.

Szerokie pasmo, gigantyczne możliwości

Największy atut komunikacji świetlnej to dostępne pasmo. Szacuje się, że zakres częstotliwości, z którego może korzystać Li‑Fi, jest nawet około 10 000 razy szerszy niż całe dzisiejsze radio. Im szersze pasmo, tym więcej danych da się przepchnąć w tym samym czasie.

Stąd efektowne porównania: przy sprzyjających warunkach można by pobrać nawet 20 pełnometrażowych filmów w jakości HD w ciągu jednej sekundy. W praktyce końcowa prędkość zależałaby od wielu czynników – mocy nadajnika, odległości, jakości odbiornika czy ograniczeń po stronie serwera – ale sama skala robi wrażenie.

• Więcej pasma oznacza szybsze transfery danych dla wielu urządzeń naraz.
• Światło nie zakłóca pasma radiowego, więc odciąża sieci Wi‑Fi i komórkowe.
• Można precyzyjniej kontrolować, gdzie dociera sygnał, co poprawia bezpieczeństwo.

Wbudowane bezpieczeństwo dzięki temu, że światło nie przenika ścian

Komunikacja świetlna ma jeszcze jedną ciekawą cechę: nie przechodzi przez nieprzezroczyste przeszkody. Dla wielu użytkowników może to brzmieć jak wada, bo sygnał nie „przeskoczy” z łatwością do innego pokoju. W realnych wdrożeniach wystarczy jednak kilka nadajników, by objąć zasięgiem całe pomieszczenie lub korytarz.

Ta sama właściwość staje się ogromnym plusem, jeśli spojrzymy na bezpieczeństwo:

Światło zatrzymuje się na ścianie, więc potencjalny atakujący stojący na korytarzu lub na ulicy ma znacznie utrudniony dostęp do sieci działającej w środku pomieszczenia.

Mniejszy zasięg poza granice pokoju oznacza mniej zakłóceń między sąsiednimi sieciami, a także trudniejsze próby nieautoryzowanego podsłuchu. To szczególnie ważne w biurach, bankach, instytucjach publicznych czy w szpitalach, gdzie liczy się zarówno poufność danych, jak i stabilność połączeń.

Gdzie takie łącza mają największy sens?

Technologia testowana przez brytyjskich inżynierów najlepiej sprawdzi się tam, gdzie urządzenia pozostają stosunkowo blisko siebie i działają w przewidywalnym otoczeniu. Dobrym kandydatem są centra danych, w których trzeba przesyłać gigantyczne ilości danych między serwerami stojącymi w jednej sali.

Przykładowe zastosowania to także:

• przemysł 4.0 – linie produkcyjne pełne czujników i robotów, które muszą stale wymieniać dane,
• sprzęt wizyjny o bardzo wysokiej rozdzielczości, np. w medycynie czy systemach kontroli jakości,
• stacje robocze dla twórców treści wideo, gdzie liczą się błyskawiczne transfery materiałów,
• laboratoria, które generują ogromne zbiory danych pomiarowych i muszą je szybko analizować.

W dłuższej perspektywie takie rozwiązania mogą też wejść do świata sieci komórkowych kolejnej generacji. Komunikacja optyczna jawi się jako jeden z kandydatów do obsługi 6G, w której przewiduje się jeszcze większe zagęszczenie urządzeń i dużo wyższe wymagania co do przepustowości.

Co to oznacza dla zwykłego użytkownika internetu?

Na razie nie ma co wyrzucać routerów do kosza. Opisywany system działa na krótkim dystansie i jest w fazie badań, a droga od rekordowego prototypu do seryjnych urządzeń potrafi zająć lata. Konieczne będzie uproszczenie konstrukcji, obniżenie kosztów oraz wypracowanie standardów, które pozwolą producentom sprzętu działać według wspólnych zasad.

Dla przeciętnego internauty ważniejsze jest to, że rośnie presja na dalsze podkręcanie prędkości i jednoczesne zmniejszanie zużycia energii. Urządzeń podłączonych do sieci stale przybywa, więc operatorzy będą szukać sposobów, by odciążyć obecne pasma radiowe. Światło – czy to w wersji przewodowej, jak w światłowodach, czy bezprzewodowej, jak Li‑Fi i opisane lasery – staje się naturalnym kierunkiem rozwoju.

Warto też mieć z tyłu głowy podstawową różnicę między klasycznym Wi‑Fi a komunikacją świetlną. Fale radiowe dobrze sprawdzają się tam, gdzie potrzebny jest większy zasięg, przechodzenie przez przeszkody i elastyczność. Światło wygrywa w sytuacjach, gdy liczy się lokalnie ogromna przepustowość, precyzyjne sterowanie zasięgiem i bezpieczeństwo fizyczne połączenia. W praktyce te światy nie mają się ze sobą bić, ale działać ramię w ramię, dostarczając łączność dostosowaną do konkretnych potrzeb.