اینترنت لیزری با سرعت ۳۶۰ گیگابیت‌برثانیه و مصرف انرژی پایین توسعه یافت

فناوری پیشگامانه: اینترنت لیزری با سرعت بی‌نظیر

شبکه‌های سلولی و وای‌فای کنونی با چالش‌هایی نظیر فرکانس‌های شلوغ و افت کیفیت مواجه‌اند، به‌ویژه با افزایش بی‌سابقه دستگاه‌های متصل. برای رفع این مشکلات، محققان «انجمن بین‌المللی اپتیک و فوتونیک» یک فرستنده نوری فشرده ابداع کرده‌اند. این فرستنده ظرفیت بسیار بالایی برای محیط‌های بسته مانند ادارات، بیمارستان‌ها و دیتاسنترها فراهم می‌کند و ارتباطی پایدار و بی‌نقص را نوید می‌دهد.

این فناوری با جایگزینی امواج نوری به جای امواج رادیویی متداول، پهنای باند بسیار گسترده‌تری را بدون خطر تداخل سیگنال در فضاهای بسته در اختیار کاربران قرار می‌دهد. در آزمایش‌های اولیه، این سیستم نوری موفق شد اطلاعات را با سرعت خیره‌کننده ۳۶۲.۷ گیگابیت‌برثانیه منتقل کند. نکته قابل توجه دیگر، مصرف انرژی پایین آن است؛ این سیستم تنها ۱.۴ نانوژول انرژی برای هر بیت مصرف می‌کند که نصف مصرف شبکه‌های وای‌فای برتر است.

ساختار و عملکرد تراشه نوری

هسته اصلی این سیستم بر پایه یک آرایه ۵ در ۵ از لیزرهای مینیاتوری به نام VCSEL طراحی شده است. این آرایه بر روی یک تراشه یک میلی‌متری قرار گرفته است. لیزرهای فروسرخ VCSEL به دلیل کارایی بالا و سرعت زیاد در جابه‌جایی اطلاعات، معمولاً در دیتاسنترها کاربرد دارند.

هر لیزر در این آرایه ۲۵ تایی به صورت کاملاً مستقل عمل کرده و جریان داده اختصاصی خود را ارسال می‌کند. اندازه بسیار کوچک این تراشه به تولیدکنندگان امکان می‌دهد تا آن را به راحتی درون دستگاه‌های مختلفی مانند گوشی‌های هوشمند یا مودم‌های خانگی جاسازی کنند.

در آزمایش‌ها، محققان ۲۱ لیزر از مجموع ۲۵ لیزر را در یک فضای آزاد و در فاصله دو متری فعال کردند. هر لیزر توانست داده‌ها را با سرعت ۱۳ تا ۱۹ گیگابیت‌برثانیه انتقال دهد. این رقم یکی از بالاترین سرعت‌های تاریخ برای یک فرستنده نوری در ابعاد تراشه محسوب می‌شود. محققان اطمینان می‌دهند که با ارتقای گیرنده‌های نوری، این سیستم می‌تواند در آینده به سرعت‌های بسیار بالاتری نیز دست پیدا کند.

پایداری و کاربردها

این سیستم با کمک لنزهای ویژه، نور را با یکنواختی بیش از ۹۰ درصد در محیط پخش می‌کند. این ساختار منظم به فرستنده اجازه می‌دهد تا هر پرتو نوری را به یک کاربر یا دستگاه خاص در اتاق اختصاص دهد. در یک آزمایش هم‌زمان، محققان چهار پرتو نوری را برای کاربران مختلف فعال کردند و شبکه توانست پایداری خود را با سرعت ترکیبی ۲۲ گیگابیت‌برثانیه حفظ کند.

محققان تأکید می‌کنند که این فناوری جایگزین وای‌فای نمی‌شود، بلکه در کنار آن به مدیریت ترافیک سنگین داده‌ها در محیط‌های بسته کمک خواهد کرد. یافته‌های این مطالعه در ژورنال Advanced Photonics Nexus منتشر شده است.