Oamenii de știință au dezvoltat un nou tip de tehnologie de comunicare cu lumină vizibilă (VLC) care poate transmite date folosind corpuri de iluminat convenționale utilizate în case și birouri. Tehnologia ar putea într-o zi să uzurpare Wi-Fi ca instrument de bază pentru comunicarea fără fir.
Spre deosebire de tehnologia de fidelitate fără fir (Wi-Fi), care utilizează unde radio electromagnetice pentru a transmite date, fidelitatea luminii (Li-Fi) utilizează surse de lumină și poate atinge, teoretic, viteze de peste 100 de ori mai rapide. În timp ce Li-Fi este un sistem complet conectat în rețea și poate încorpora lumină infraroșu sau ultravioletă, VLC este unidirecțională și atinge doar spectrul luminii vizibile. Unii oameni de știință spun, de asemenea, că Li-Fi este încorporarea Wi-Fi și VLC, potrivit Institutul de Fizică.
VLC nu este utilizat pe scară largă deoarece sursa de lumină ar trebui să fie aprinsă tot timpul, necesită o linie directă de vedere cu un receptor și nu poate fi folosită în aer liber. Implementarea unui sistem VLC folosind lumină albă generică reduce, de asemenea, stabilitatea și acuratețea în transmiterea datelor din cauza interferenței.
Dar acum, cercetătorii au imitat lumina albă prin crearea unui sistem VLC tricolor – folosind lumină roșie, albastră și verde – emisă de o matrice organică de diode emițătoare de lumină (OLED) și au redus interferența în proces. De asemenea, au configurat o matrice de fotodiode organice (OPD) ca receptor. Ei și-au descris munca într-un studiu publicat pe 19 octombrie 2023 în jurnal Materiale avansate.
„Sursa noastră de lumină, care combină trei lungimi de undă, ocolește interferența, sporind astfel stabilitatea și acuratețea transmisiei de date.” Dae Sung Chungprofesor de inginerie chimică la Universitatea de Știință și Tehnologie Pohang din Coreea de Sud, a spus într-un afirmație. „Prevăzăm această tehnologie ca un instrument potențial benefic pentru diverse industrii, servind ca o soluție de comunicații fără fir de ultimă generație care utilizează sisteme de iluminat convenționale”.
OLED-urile folosesc un strat organic pentru a genera lumină și sunt utilizate în mod obișnuit pe ecranele de afișare ale multor televizoare, smartphone-uri și laptop-uri moderne. În comparație cu LED-urile, OLED-urile sunt mai bune pentru mediu, sunt mai rentabile și au un design mai ușor. OLED-urile sunt, de asemenea, mai potrivite pentru a fi montate în receptoare, deoarece oferă o sensibilitate mai mare la anumite lungimi de undă.
OPD-urile funcționează invers față de OLED-urile, utilizând elementul semiconductor organic pentru a absorbi lumina și a o converti în curent electric – similar cu celulele fotovoltaice din panourile solare.
În noul studiu, cercetătorii au configurat OPD-urile pentru a utiliza un interferometru Fabry-Pérot, care constă din două oglinzi curbate, una față de alta. Atunci când sunt aliniate în acest fel, OPD-urile au detectat lungimi de undă specifice ale luminii transmise din matricea OLED.
Prin trimiterea datelor de la transmițător la receptor, cercetătorii au demonstrat că chiar și corpurile de iluminat de interior ar putea fi echipate cu sursa de lumină pentru a transfera date într-un sistem Li-Fi. Sursa lor de lumină compozită a avut, de asemenea, o rată de eroare de biți mai mică în comparație cu iluminarea convențională, deoarece suprima interferențele.
Oamenii de știință au testat această tehnologie în condiții specifice de laborator menite să minimizeze interferențele și să asigure acuratețea datelor. Dar ei își propun să îl testeze în condiții reale pentru a înțelege mai bine cum funcționează sistemul în practică. Aici, vor exista interferențe din mediul local, cum ar fi alte surse de lumină și praf, au observat cercetătorii în lucrare. De asemenea, vor să testeze dacă sistemul Li-Fi funcționează cu un receptor în mișcare, mai degrabă decât cu unul staționar.
În viitor, un canal în infraroșu apropiat (NIR) ar putea reduce și mai mult problemele de interferență, ceea ce ar permite transmițătorilor VLC să-și extindă raza operațională. Ei doresc, de asemenea, să testeze dacă pot rezolva barierele fizice, cum ar fi pereții unei case, utilizând comunicațiile prin linii electrice.