Rede de comunicao por luz interliga espao, ar e mar com conectividade perfeita

Informtica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 11/03/2024

Comunicao por luz

A comunicao por luz visvel acaba de romper um dos maiores empecilhos sua adoo em larga escala: A capacidade de operar em qualquer ambiente.

Uma nova rede de comunicao totalmente por luz permite uma conectividade perfeita no apenas nos ambientes abertos comuns, como tambm nos ambientes subaquticos e at espaciais.

Linning Wang e seus colegas da Universidade Nanjing, na China, combinaram diferentes tipos de fontes de luz para garantir a conectividade independentemente do ambiente – j existem lmpadas especiais que transmitem dados 100 vezes mais rpido que o Wi-Fi, que usa ondas de rdio, mas a ideia ir alm das comunicaes por ar aberto.

“Esta nova rede sem fio permite conectividade ininterrupta entre ambientes, facilitando a transmisso bidirecional de dados em tempo real entre os ns da rede que realizam a comunicao e a troca de dados intra e inter redes,” disse Wang. “No mundo de hoje, a transmisso de dados crtica para comunicao, navegao, resposta a emergncias, pesquisa e atividades comerciais.”

E o sistema verstil, podendo operar nos modos inteiramente por luz ou por fiao, sendo que os dois modos podem funcionar simultaneamente.

“A comunicao totalmente luminosa poderia ser usada em oceanos e lagos, por exemplo, onde sensores coletam dados ecolgicos e se comunicam com boias de superfcie,” disse Wang. “Os dados poderiam ento ser enviados sem fio pela superfcie da gua ou atravs de links de transmisso de longa distncia entre cidades. A rede tambm pode se conectar internet por meio de um modem, garantindo s pessoas que possam estar em um local remoto no oceano, por exemplo, acesso rede de base para o compartilhamento de informaes.”

Demonstrao das quatro modalidades de comunicao por luz.
[Imagem: Linning Wang et al. – 10.1364/OE.514930]

Interoperabilidade

Para garantir a interoperabilidade das redes de comunicao por luz, a equipe usou quatro espectros de luz para estabelecer links de comunicao de luz sem fio para quatro ambientes ou aplicaes diferentes.

A luz azul usada para comunicao subaqutica porque a gua do mar tem uma janela de absoro reduzida para a luz azul esverdeada, permitindo que ela viaje mais longe debaixo d’gua, em comparao com outros comprimentos de onda. Isto permite que o sistema seja usado para controlar veculos subaquticos no tripulados ou para estabelecer comunicao entre dispositivos subaquticos e boias.

LEDs brancos so usados para transmitir informaes entre objetos como boias ou navios, que esto acima da gua. Para conexes com dispositivos areos, como drones, usada luz ultravioleta profunda, o que evita a interferncia do Sol, fornecendo comunicao imune radiao solar. Finalmente, para comunicao ponto a ponto no espao livre, foram aplicados diodos laser infravermelhos prximos, que emitem luz direcional com alta potncia ptica.

Os pesquisadores tambm projetaram a rede de modo a permitir acesso sem fio ou com fio internet com base no tradicional TCP/IP, o que a torna til para aplicaes da internet das coisas.

Esquema da rede de demonstrao, composta por quatro links de comunicao.
[Imagem: Linning Wang et al. – 10.1364/OE.514930]

Vdeo em alta resoluo

Os pesquisadores demonstraram que a rede de comunicao totalmente por luz realiza comunicao de vdeo full-duplex em tempo real e transmisso de dados de sensores, imagens e arquivos de udio por meio de acesso com e sem fio.

Vdeo full-duplex significa que o vdeo pode ser transmitido e recebido simultaneamente, o que necessrio para aplicaes como videoconferncia. Quando vdeos de 2560 x 1440 e 1920 x 1080 pxeis, a 22 quadros por segundo, foram transmitidos pela rede, eles permaneceram ntidos com pouco retardo. Usando uma ferramenta de anlise de pacotes de rede, foi medida uma taxa mxima de perda de pacotes de 5,8% e um atraso de transmisso inferior a 74 milissegundos.

Agora, os pesquisadores pretendem melhorar o rendimento da rede de comunicao ptica usando multiplexao por diviso de comprimento de onda, para eliminar o gargalo causado pelos LEDs. Isso ajudar a melhorar a eficincia geral e o desempenho da rede. Eles tambm esto trabalhando para permitir ns mveis, em vez de apenas ns fixos, o que exige enfrentar o desafio do alinhamento da luz, mas particularmente importante para o uso com equipamentos subaquticos e drones.

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