В основі технологій бездротового зв’язку зазвичай лежать або технології зв’язку із використанням радіочастот (РЧ), які частенько страждають від завад та перевантаження діапазону, або технології оптичного зв’язку, які вимагають наявності енергозатратних активних джерел світла.
А чи може сонячне світло замінити теперішню технологію Wi-Fi? Що буде, коли звичайне вікно зможе замінити домашній роутер? В умовах війни – для України це було б гарним рішенням.
Що трапилося
Команда вчених із Саудівської Аравії розробила менш енерговитратне альтернативне рішення, яке може використовувати сонячне світло замість традиційного Wi-Fi.
Система смартскла, що наразі розробляється під керівництвом вчених з Університету науки та технологій імені короля Абдулли (KAUST), може модулювати сонячне світло, що проходить крізь нього, кодуючи дані у світлові хвилі, які може бути прийнято і декодовано пристроями, розміщеними у кімнаті.
Підписуйтесь на Mediasat у Telegram: тут найцікавіші новини ТБ та телекому
Використання сонячного світла для передачі даних дозволяє створити більш екологічний тип зв’язку, якщо порівнювати зі звичайним Wi-Fi або стільниковим зв’язком. Систему можна встановлювати у скляних вікнах великих будівель, наприклад в офісних приміщеннях.
Як працює нова розробка
Система зв’язку на основі сонячного світла, розроблена фахівцями з KAUST, складається з двох частин. Модулятора світла, який можна вбудувати у скляну поверхню, і приймача, розміщеного у кімнаті.
«Модулятор – це матриця, створена із розроблених нами інтелектуальних скляних елементів, відомих як двокомпонентні рідкокристалічні жалюзі (DLS)», – говорить науковий співробітник лабораторій Shihada Осама Амін.
Матриця, створена з рідкокристалічних жалюзів, може функціонувати як фільтр для кодування сигналів у світло під час його проходження через неї. У той час як традиційні роутери Wi-Fi споживають від 5 до 20 Вт електроенергії, DLS-матриці потребують для роботи лише 1 Вт електроенергії, які можна забезпечити невеличка сонячна панель.
Зрозуміло, що подібна система зможе працювати лише у той час, коли світить сонце. Тому цю технологію можна використовувати для економії енергії протягом світлої частини дня. А щойно сонце зайде – вмикати Wi-Fi.
У всіх попередніх системах оптичного бездротового зв’язку кодування даних зазвичай здійснювалося шляхом зміни інтенсивності світла. Але якщо частота цих змін інтенсивності є надто низькою, це може бути помітним для людського ока і спричиняти неприємний ефект мерехтіння, пояснює Сахар Аммар, студент групи, очолюваної Басемом Шихадою.
Інженери МІТ створили бездротову камеру для підводного знімання, що здатна працювати без батарейок
Натомість конструкція DLS дозволяє змінювати іншу властивість світла – поляризацію.
«Зміна поляризації світла є непомітною для людського ока, що усуває проблему мерехтіння, – каже Аммар. – Система зв’язку працює шляхом зміни поляризації вхідного сонячного світла на стороні модулятора. Приймач може виявляти ці зміни, декодуючи таким чином передані дані».
Розрахунки розробників вказують на те, що запропонована система здатна передавати дані зі швидкістю 16 кілобітів на секунду.
«Наразі ми замовляємо необхідне обладнання для проведення тестування моделі на випробувальному стенді, – каже Шихада. – Ми хотіли б збільшити швидкість передачі даних з кілобітів до мега- та гігабітів на секунду».
Детальний опис розробленої системи можна знайти у статті, опублікованій у виданні IEEE Photonics Journal.
