Чип с лазерами может дать более быстрый интернет в помещениях и снизить расход энергии

Исследователи Кембриджского университета представили компактный передатчик для оптической беспроводной связи, который в эксперименте обеспечил скорость передачи данных 362,7 Гбит/с на расстоянии двух метров. Система основана на матрице из 25 инфракрасных лазеров VCSEL, размещенных на чипе размером менее одного миллиметра, и предназначена для высокоскоростной связи внутри помещений.

Разработка описана в журнале Advanced Photonics Nexus. В ходе испытаний были задействованы 21 из 25 лазеров, каждый из которых передавал отдельный поток данных со скоростью от 13 до 19 Гбит/с. Для передачи использовалась многоканальная модуляция, при которой информация распределяется по близко расположенным частотным поднесущим. Прием сигнала осуществлялся в свободном пространстве с помощью фотодетектора. По данным авторов, итоговая скорость оказалась ограничена характеристиками коммерческого приемника, а не самого лазерного массива.

В конструкции применена схема формирования луча, позволяющая разделять световые каналы без существенного взаимного перекрытия. Микролинзы выравнивают излучение от каждого VCSEL, после чего дополнительная оптика формирует на приемной поверхности сетку квадратных зон освещения. На дистанции двух метров равномерность распределения света превысила 90%. Это позволяет направлять независимые каналы на разные устройства в пределах одного помещения.

Отдельно была проверена многопользовательская работа. При одновременной активации четырех лучей система сохранила стабильные соединения с суммарной скоростью около 22 Гбит/с. Измеренное энергопотребление составило примерно 1,4 нДж на бит, что ниже показателей современных Wi‑Fi-систем при сопоставимых условиях.

VCSEL-лазеры уже применяются в дата-центрах, сенсорах глубины, лидарных модулях и системах оптической интерконнекции, поскольку поддерживают массовое производство на полупроводниковых линиях. Авторы рассматривают новую платформу как дополнение к Wi‑Fi и сотовым сетям для офисов, больниц, домов, общественных пространств и центров обработки данных, где требуется высокая плотность подключений и передача больших объемов данных внутри помещений.

Источник: ScienceDaily