ليس للضوء كل هذه العيوب: فهو يمتلك نطاق ترددي أوسع بكثير من ترددات الراديو، ولا يتداخل مع الأنظمة اللاسلكية الموجودة ويمكن توجيهه مباشرة إلى النقطة المطلوبة. هذه المزايا تجعل الاتصالات اللاسلكية الضوئية جذابة بشكل خاص للبيئات الداخلية: المكاتب والمنازل ومراكز البيانات والمستشفيات والأماكن العامة.

وفي بريطانيا، قاموا بتطوير جهاز إرسال بصري مدمج للاتصالات اللاسلكية عالية السرعة، والذي يعتمد على مصفوفة من أشعة الليزر شبه الموصلة الصغيرة. تتكون الشريحة مقاس 0.84 × 0.81 مم من 5 × 5 أشعة ليزر ينبعث منها سطح تجويف عمودي (VCSELs). يتم التحكم في كل واحد منهم بشكل فردي ويمكنه نقل دفق البيانات الخاص به. يتيح التشغيل المتوازي للعديد من أجهزة الليزر إمكانية توسيع الإنتاجية الإجمالية بشكل كبير، وتسمح الأبعاد المتواضعة بدمج الشريحة في الأجهزة المحمولة.

ولتقييم أداء النظام، تم تجميع خط اتصال بصري في مساحة حرة بطول مترين. تم نشر نتائج التجارب في رابطة الضوئيات المتقدمة.

بعد اللحام باستخدام أسلاك الذهب الميكرونية، بدأ 21 منها في العمل من أصل 25 وحدة VCSEL في جهاز الإرسال. حققت أجهزة الليزر الفردية معدلات نقل بيانات تتراوح من 13 إلى 19 جيجابت في الثانية.

في المجمل، أظهر النظام سرعة إجمالية قدرها 362.7 جيجابت في الثانية، ويمكن أن يتجاوز الحد النظري (إذا كانت جميع أجهزة الليزر الـ 25 تنبعث منها) 430 جيجابت في الثانية. كانت السرعة المحققة محدودة أيضًا بعرض النطاق الترددي للكاشف الضوئي المتوفر تجاريًا والمستخدم في التجارب.

الصورة: رابطة الضوئيات المتقدمة

مخطط انسيابي وصورة للتجربة

لتوصيل أجهزة متعددة بالشبكة بحيث لا تتداخل مع بعضها البعض، تم تطوير نظام بصري مدمج يقوم بتشكيل وتوجيه الضوء المنبعث من مصفوفة الليزر. تعمل مجموعة ميكرولينس خاصة على موازنة الإشعاع الصادر عن كل ليزر. تعمل العدسات الإضافية على إعادة توزيع الضوء إلى شبكة منظمة من نقاط الضوء المربعة على مستوى جهاز الاستقبال.

وأظهرت القياسات ذلك تحقق الحزم المركزة أكثر من 90٪ من انتظام الإضاءة المستعرضة على مسافة مترين. تسمح لك هذه الإضاءة المنظمة بتخصيص أشعة مختلفة لمستخدمين أو أجهزة مختلفة في نفس الغرفة.

وفي الاختبارات، تمت زيادة سعة الشبكة إلى أربعة أجهزة تعمل في وقت واحد. وفي ظل هذه الظروف، قدم النظام سرعة إجمالية تبلغ حوالي 22 جيجابت في الثانية دون تدخل متبادل كبير.

تعتبر مصادر الليزر اقتصادية للغاية بطبيعتها، لذا فإن المجربين لديهم ما يتباهون به هنا أيضًا. ويتطلب نقل كل بتة حوالي 1.4 نانوجول من الطاقة – هذا هو ما يقرب من نصف أنظمة Wi-Fi الحديثة في ظل ظروف مماثلة.

يؤكد المطورون أن الاتصالات اللاسلكية الضوئية لا تهدف إلى استبدال شبكات Wi-Fi أو شبكات الهاتف المحمول، بل هي مكملة لها. وفي المستقبل، يمكن دمج أنظمة مماثلة في تركيبات الإضاءة أو الأسقف أو نقاط الوصول، مما يوفر اتصالات لاسلكية سريعة وآمنة وموفرة للطاقة للعديد من المستخدمين في وقت واحد.