Вкратце: Немецкие ученые продемонстрировали, как стационарную светодиодную подсветку можно превратить в оптическую беспроводную сеть с помощью всего «нескольких дополнительных компонентов».

Теперь свет может не только светить. Ученые из института Генриха Герца, при институте телекоммуникаций Фраунгофера в Берлине, Германия (http://www.hhi.fraunhofer.de/), разработали новый вид оптических беспроводных сетей, пропускной способности которых достаточно, чтобы сразу четыре человека, находящиеся в комнате, могли смотреть на своих ноутбуках через Интернет фильм в разрешении высокого качества.

Потенциально беспроводная светодиодная сеть может использоваться как на ноутбуках, так и на мобильных телефонах.

Ученые утверждают, что достигли скорости передачи данных 100 Мбит/сек без потери пакетов, используя светодиоды для точечного освещения площади около 10 кв.м. (или 90 кв. футов). Эта площадь одновременно определяет радиус оптимального покрытия, в зоне которого приемник – обычный фотодиод на ноутбуке – может принимать качественный сигнал.

Во время  лабораторных испытаний команда исследователей продвинулась еще дальше в скорости передачи, когда использовала комбинацию красных, синих, зеленых и белых светодиоды. Обмен данными таким способом достиг стремительных 800 Мбит/сек, благодаря чему был установлен рекорд в передаче данных посредством технологии VLC (visible light communication — технология передачи данных через видимый свет).

Клаус-Дитер Лангер, руководитель проекта, сказал: «В технологии VLC источники света – в данном случае, белые светодиоды – обеспечивают освещение в комнате и одновременно передают информацию. С помощью специального элемента, модулятора, мы очень быстро включаем и выключаем светодиоды в определенной последовательности и передаем информацию в виде нулей и единиц.»

Беспроводная светодиодная сеть работает за счет того, что модуляция света незаметна для человеческого глаза. Лангер поясняет: «Диод поглощает свет, электроника декодирует информацию и переводит её в электрические импульсы, понятные компьютеру.»

Хотя оборудование для системы, превращающей светодиоды в передающую среду, не должно нуждаться в большом числе компонентов, передача данных через световые волны имеет свои проблемы. Главная из них – всякий раз, когда объект (например, рука) появляется между светом  фотодиодом, передача нарушается.

Немецкие ученые делают ударение на то, что оптические беспроводные сети не задумываются как замена других сетей, скорее, это дополнительный недорогой вариант для сред, в которых организация сетей на основе радиоволн нежелательна или невозможна, как, например, в больничных операционных или помещениях банков.

Для справки: беспроводная передача данных через видимый свет – среда передачи данных с использованием видимого света в диапазоне между 400 ТГц (длина волны 780 нм)  и 800 ТГц (длина волны 375 нм). Видимый свет не вреден для зрения. Технология использует флуоресцентные лампы (обычные лампы, а не специальные коммуникационные устройства) для передачи данных со скоростью 10 кбит/сек или светодиоды для передачи данных со скоростью до 500 Мбит/сек. Была осуществлена низкоскоростная передача данных на расстояние 1 и 2 км.

Сигналы от таких источников света принимают специальные электронные устройства, обычно содержащие фотодиод. В некоторых случаях можно использовать обычные камеры мобильного телефона и цифрового фотоаппарата, так как матрица изображения, которая в них применяется, представляет собой фактически массив фотодиодов. В некоторых приложениях это может быть даже предпочтительнее, чем один фотодиод.

Первая попытка передать данные с помощью света относится к 1880 году, когда Александр Грэм Белл продемонстрировал свой фотофон, передавший речь с помощью модулируемого солнечного света на несколько сот метров. Интересно то, что эта передачи фактически предшествовала передаче речи по радио.

В 2003 году лаборатория Накагавы, в университете Кейо, Япония, начала работать над использованием светодиодов для передачи данных с помощью видимого света. После этого многие ученые коллективы занялись изучением технологии VLC. Наиболее известные из них — Smart Lighting Engineering Centre, Omega Project,D-Light Project, UC-Light Centre и работы, которые проводятся в Оксфордском университете. Ученые из института Генриха Герца впервые продемонстрировали передачу данных со скоростью 500 Мбит/сек на расстояние 5 метров в январе 2010 года.  Исследования велись совместно с компанией Siemens, тогда же была осуществлена передача данных со скоростью 100 Мбит/сек  на более длинную дистанцию с помощью комбинации из пяти светодиодов. В декабре 2010 года в Санта-Клоде, штат Миннесота, была предпринята первая попытка коммерциализации новой технологии.

Стандартизацией технологии VLC занимается рабочая группа IEEE Wireless Personal Area Networks.

Видео с конференции TED Global, с демонстрацией(можно включить русские титры) передачи видео в высоком качестве с помощью обычных светодиодов — «Harald Haas: Wireless data from every light bulb«.

Для тех же кто желает ознакомится без титров, но сразу предупреждаю — длительность 12 минут, демонстрация самой технологии на 6.50 минуте: