Некоторые из ведущих разработчиков оборудования Li-Fi уверены, что переход от светодиодных источников света к источникам на основе полупроводниковых лазеров позволит не только сделать системы освещения еще более экономичными. Это позволит минимум в десять раз поднять скорости передачи данных через такие осветительные приборы.
“Проблема заключается в том, что светодиоды (LED), несмотря на то, что они более эффективны и энергосберегающи, нежели лампы накаливания, являются далеко не венцом совершенства. И у нас имеется еще достаточно свободного пространства для движения в сторону увеличения светоотдачи осветительных приборов” – рассказывает Харальд Хаас, глава отдела мобильных коммуникаций Эдинбургского университета и участник проекта Ultra-Parallel Visible Light Communications Project. – Мы питаем достаточно сильную уверенность в том, что энергосберегающее освещение следующего поколения будет базироваться на лазерных диодах”.
Li-Fi-системы работают, кодируют передаваемые данные, модулируя свет, излучаемый светодиодными осветительными приборами. Чрезвычайно быстрое мерцание модулированного света невидимо для человеческого глаза, но специальный приемник, подключенный к компьютеру или встроенный в смартфон, достаточно хорошо “читает” информационный сигнал и даже имеет возможность передавать данные назад к приемопередатчику, расположенному на потолке помещения, обеспечивая двухсторонние коммуникации.
Но большинство современных светодиодных ламп не излучают свет напрямую от своих светодиодов. В них используется слой люминесцентного материала, который преобразует синий свет от светодиодов в белый свет, и это служит ограничением допустимой скорости модуляции светового потока и, следовательно, ограничением максимальной скорости передачи информации.
В работе, опубликованной в журнале Optics Express , Харальд Хаас и его коллеги показали, что замена светодиодов стандартными лазерными диодами может значительно улучшить ситуацию, как с точки зрения эффективности осветительных приборов, так и с точки зрения скорости передачи данных в системах Li-Fi. В этом случае не требуется слой люминесцентного материала, белый свет получается смешением света от нескольких лазеров, работающих на различных длинах волн света. При этом, каждая длина волны может быть использована в качестве отдельного коммуникационного канала, реализуя мультиплексирование на основе разделения длин волн, которое широко используется в современных телекоммуникациях для увеличения пропускной способности оптических каналов. Группа из Эдинбургского университета использовала в экспериментах девять лазерных диодов, реализуя девять разных информационных каналов в спектре белого света, излучаемого лазерным осветительным прибором.
В настоящее время системы Li-Fi на основе светодиодов могут достигать скоростей данных до 10 Гбит/с, что превышает аналогичный показатель Wi-Fi-технологий, самые скоростные из которых могут обеспечить только 7 Гбит/с. “Технология лазерного Li-Fi позволит повысить скорости передачи информации гораздо выше 100 Гбит/с”, – рассказывает Харальд Хаас.
В настоящее время осветительное устройство с девятью типами лазерных диодов еще достаточно дорого. Но это касается лишь опытного устройства, массовое производство таких устройств, считает Харальд Хаас, позволит существенно понизить их стоимость, что обеспечит дальнейшее распространение высокоскоростных Li-Fi-технологий. (RusCable/Машиностроение Украины и мира)