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Wi-Fi a la velocidad de la luz
Una red inalámbrica que utiliza luz infrarroja reflejada en lugar de ondas de radio ha transmitido datos a través del aire a una velocidad de un gigabit por segundo, de seis a 14 veces más rápido que la red Wi-Fi más rápida. Dichas redes ópticas podrían proporcionar comunicaciones más rápidas y seguras y serían especialmente adecuadas para su uso en hospitales, aviones y fábricas, donde la transmisión de radiofrecuencia puede interferir con equipos de navegación, dispositivos médicos o sistemas de control. Otra posible aplicación son las redes inalámbricas para sistemas de cine en casa; un sistema que transmite datos a 1,6 gigabits por segundo podría transmitir dos canales de televisión de alta definición separados en una habitación, una capacidad que excede el ancho de banda de cualquier sistema de radio existente.
Luz brillante : Este sistema experimental puede transferir datos a un gigabit por segundo. Se utiliza un láser infrarrojo (el dispositivo negro de la derecha) para transmitir los datos.
El estudiante graduado de Penn State Jarir Fadlullah y Mohsen Kavehrad , profesor de ingeniería eléctrica y director del Centro de Investigación en Tecnología de la Información y las Comunicaciones de la universidad, construyó y probó el sistema experimental. Su configuración envió datos a través de una habitación modulando un haz de luz infrarroja que se enfocaba en el techo y recogiendo los reflejos usando un fotodetector especialmente modificado. La pareja dice que sus mediciones muestran que el sistema podría soportar velocidades de datos mucho más allá del gigabit por segundo que afirman actualmente.
Esta será probablemente la tecnología de comunicaciones inalámbricas de próxima generación, dice Zhengyuan Daniel Xu , profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad de California, Riverside. Xu también es el director de la UC-Light Center , un consorcio de investigadores que trabajan en comunicaciones ópticas inalámbricas en diferentes campus de la UC. La luz le dará velocidades de datos más altas que las frecuencias de radio, y la RF ya tiene un espectro muy congestionado.
Las redes ópticas inalámbricas también podrían ofrecer menos interferencia y mayor seguridad que las redes de radiofrecuencia, dice Kavehrad. Mientras que las señales de radio atraviesan paredes y puertas, la luz no lo hace, lo que facilita la reutilización de frecuencias y dificulta la interceptación de transmisiones. También señala que, a diferencia de las frecuencias de radio, la región espectral de toda la luz (infrarroja, visible y ultravioleta) no está regulada en todo el mundo. Esto podría facilitar la comercialización de redes ópticas inalámbricas.
Los investigadores han estudiado las comunicaciones ópticas en interiores desde finales de la década de 1970, cuando los ingenieros de IBM Zürich construyeron el primer sistema de trabajo. La tecnología languideció porque Internet aún estaba en su infancia y no había demanda de sistemas inalámbricos de banda ancha, aunque el interés ha aumentado en los últimos años.
La demostración de Kavehrad es, con mucho, la velocidad más alta que se ha demostrado para una red óptica inalámbrica en interiores, dice Valencia M. Joyner , profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Tufts. Ella señala que las distancias de transmisión que lograron él y Fadlullah, y el uso de luz difusa en lugar de un sistema óptico de punto a punto, son especialmente importantes. Hay muchos desafíos para demostrar las capacidades de alta velocidad de las señales ópticas de interior, dice. El hecho de que haya podido demostrar un sistema de un gigabit por segundo con luz difusa es extremadamente significativo. Eso reduce drásticamente la complejidad del sistema transceptor.
Kavehrad y Fadlullah construyeron el sistema experimental utilizando un láser infrarrojo de baja potencia para evitar posibles daños en los ojos o la piel. Enfocaron la luz a través de una lente, creando un punto elíptico en el techo; luego utilizaron un detector de luz de alta sensibilidad llamado fotodiodo de avalancha para captar la luz reflejada en el techo. Utilizaron una lente holográfica de plástico para recoger suficiente luz reflejada del punto del techo y enfocarla en el área activa del fotodiodo. Al usar la lente, Fadlullah y Kavehrad podrían transmitir una señal óptica de un gigabit por segundo a través de una habitación de unos ocho metros de largo por cuatro metros de ancho.
Las redes ópticas de espacio libre se han utilizado anteriormente para transmitir datos de banda ancha a largas distancias, pero la alta potencia de los láseres y la necesidad de una línea de visión clara y una alineación extremadamente precisa entre el transmisor y el receptor han limitado su utilidad. El enfoque de luz difusa de bajo consumo que eligieron Kavehrad y Fadlullah no requiere una alineación tan precisa y es mucho más práctico para las comunicaciones en interiores. Kavehrad dice que su sistema debería funcionar con luz visible y ultravioleta, así como con infrarrojos.
Empresas como Intel , InterDigital , Siemens , Sony , Samsung , Mitsubishi , y Sanyo todos están investigando sobre redes ópticas inalámbricas, dicen Kavehrad y Xu. Varias de estas empresas son miembros de la Asociación de datos infrarrojos (IrDA) , una organización de la industria que está desarrollando estándares técnicos para comunicaciones inalámbricas por infrarrojos. IrDA anunció recientemente el estándar GigaIR para enlaces de comunicación por infrarrojos con línea de visión de muy corto alcance que operan a un gigabit por segundo. Y el grupo de trabajo IEEE 802.15, que establece los estándares para las redes de área personal inalámbricas, está trabajando para crear estándares para las redes inalámbricas que usan luz visible, dice Fadlullah.
Kavehrad dice que se debe realizar mucha ingeniería antes de que las redes ópticas inalámbricas sean una realidad. Él y Fadlullah utilizaron láseres, transmisores y receptores no diseñados para comunicaciones en su sistema experimental; todo ese equipo debe estar optimizado para redes de datos. Sin embargo, dice Kavehrad, si el desarrollo de LED blancos para iluminación interior continúa al ritmo actual, debería ser posible tener redes ópticas inalámbricas prácticas dentro de tres años. Los principales factores limitantes serán las industrias y sus políticas, así como la demanda de los consumidores, dice.