رکورد تازه ارتباط نوری با سرعت ۱.۵ گیگابیت‌برثانیه ثبت شد

پژوهشگران با استفاده از LEDهای فرابنفش دور، رکورد تازه‌ای در ارتباط نوری ثبت کردند و داده‌ها را با سرعت ۱.۵ گیگابیت‌برثانیه منتقل کردند.

به گزارش سرویس اینترنت و شبکه تک‌ناک، گروهی از پژوهشگران مؤسسه فردیناند براون (FBH) در برلین و دانشگاه‌های استرثکلاید و کمبریج در بریتانیا، این رکورد را ثبت کرده‌اند. سرعت به‌دست‌آمده، رکوردی برای ارتباطات نوری بی‌سیم در طول موج کمتر از ۲۳۵ نانومتر محسوب می‌شود.

افزایش سریع تعداد دستگاه‌های متصل، از ساعت‌های هوشمند گرفته تا خودروهای هوشمند، تقاضا برای فرکانس‌های قابل استفاده را افزایش داده است. فناوری‌های بی‌سیم علاوه بر کاربردهای غیرنظامی در تجهیزات نظامی مانند پهپادها و خودروهای زرهی نیز کاربرد گسترده‌ای دارند. این شرایط فشار بیشتری بر طیف فرکانسی موجود وارد کرده است.

دانشمندان برای کاهش این محدودیت، ارتباطات نوری بی‌سیم را به‌عنوان فناوری مکمل ارتباطات رادیویی بررسی می‌کنند. با وجود این، نور خورشید در بسیاری از طول موج‌های نوری تابش دارد و می‌تواند در سیگنال‌های ارتباطی اختلال ایجاد کند. این تداخل، انتقال پایدار و قابل اعتماد اطلاعات را دشوار می‌کند.

بیشتر بخوانید: استارلینک موبایل یک قدم دیگر به عرضه جهانی نزدیک شد

فرابنفش دور بدون تداخل نور خورشید

تابش خورشیدی با طول موج کمتر از ۲۸۰ نانومتر به سطح زمین نمی‌رسد، زیرا لایه‌های بالایی جو زمین آن را جذب می‌کنند. فرابنفش C یا UVC محدوده طول موج ۱۰۰ تا ۲۸۰ نانومتر را شامل می‌شود و به همین دلیل، ظرفیت بالایی برای استفاده در ارتباطات نوری بی‌سیم دارد.

پژوهشگران LEDهایی را توسعه داده‌اند که نور UVC را در طول موج کمتر از ۲۳۵ نانومتر منتشر می‌کنند. لایه‌های بیرونی و غیرزنده پوست نیز این تابش را جذب می‌کنند. در نتیجه، این نور برخلاف پرتوهای فرابنفش با طول موج بلندتر به بافت زنده نفوذ نمی‌کند. پژوهشگران این ویژگی را برای استفاده از فناوری ارتباطی در دستگاه‌های نزدیک به انسان مناسب می‌دانند.

گروه تحقیقاتی، LEDها را برای ارتباطات نوری در همین محدوده طول موج بهینه کرده است. این بهینه‌سازی امکان تولید توان نوری بالا را فراهم می‌کند و استفاده از فناوری را برای تبادل اطلاعات در محیط‌های داخلی و خارجی امکان‌پذیر می‌سازد.

همچنین پژوهشگران سطح انتشار نور LEDها را کوچک‌تر کردند. این تغییر ظرفیت خازنی پیوند را کاهش داد و چگالی جریان را افزایش داد. در نتیجه، LEDها به پهنای باند مدولاسیون بالاتری دست یافتند که برای انتقال سریع‌تر اطلاعات اهمیت دارد.

بیشتر بخوانید: استارلینک سرعت اینترنت را به یک گیگابیت بر ثانیه می‌رساند

گام بعدی، ارتباط نوری بدون خط دید مستقیم

گروه‌های دانشگاه استرثکلاید و کمبریج یک سیستم ارتباط نوری بی‌سیم با خط دید مستقیم ساختند. این سیستم در قالب TITAN، مرکز تحقیقات مخابراتی بریتانیا به رهبری دانشگاه کمبریج توسعه یافته است.

پژوهشگران در آزمایش خود، فرستنده و گیرنده را در فاصله تنها ۳۰ سانتی‌متری از یکدیگر قرار دادند. آزمایش در شرایط عادی نور محیط داخلی انجام شد. سیستم در این شرایط توانست داده‌ها را با سرعت ۱.۵ گیگابیت‌برثانیه منتقل کند. این نتیجه رکورد جدیدی برای ارتباطات نوری بی‌سیم در طول موج‌های کمتر از ۲۳۵ نانومتر است.

طول موج کوتاه فرابنفش دور یک مزیت مهم دیگر نیز دارد. پراکندگی رایلی در طول موج‌های کوتاه قوی‌تر است. در این پدیده، ذرات کوچک‌تر از طول موج تابش، نور یا امواج الکترومغناطیسی را پراکنده می‌کنند. این پراکندگی می‌تواند به سیگنال اجازه دهد حتی در نبود خط دید مستقیم میان فرستنده و گیرنده به مقصد برسد.

پژوهشگران قصد دارند از این ویژگی برای توسعه سیستم‌های ارتباطی بدون خط دید مستقیم استفاده کنند. چنین قابلیتی می‌تواند محدودیت مهم ارتباطات نوری را کاهش دهد و کاربرد LEDهای فرابنفش دور را گسترش دهد.

یان روشل، دانشمند ارشد مؤسسه FBH و یکی از پژوهشگران این پروژه، دستیابی به نرخ انتقال مناسب برای کاربردهای عملی را نخستین گام مهم این تحقیقات دانست. او اعلام کرد که پژوهشگران در مرحله بعدی می‌خواهند فاصله‌ها و شرایط محیطی مناسب را برای ارتباطات فرابنفش دور مشخص کنند. بررسی عملکرد این فناوری بدون وجود خط دید مستقیم نیز یکی از اهداف اصلی مرحله بعدی تحقیقات خواهد بود.