كشفت دراسة حديثة عن نظام لاسلكي مبتكر يعتمد على الليزر بدلا من موجات الراديو التقليدية، ونجح في تحقيق سرعة نقل بيانات تتجاوز 360 جيجابت في الثانية، مع استهلاك طاقة أقل بنحو النصف مقارنة بتقنيات Wi-Fi الحالية .

وتفتح هذه التقنية الباب أمام تطوير شبكات داخلية أسرع وأكثر كفاءة، خاصة في الأماكن التي تشهد ازدحاما كبيرا في الاتصالات.

لماذا لم يعد Wi-Fi كافيا؟

تعتمد معظم الاتصالات اليوم على موجات الراديو، مثل Wi-Fi وشبكات الهاتف المحمول، لكنها تواجه عدة تحديات:

ازدحام الطيف الترددي

تداخل الإشارات في الأماكن المغلقة

ارتفاع استهلاك الطاقة مع زيادة عدد الأجهزة

لذلك، يبحث العلماء عن بدائل أكثر كفاءة، وكان الحل في الضوء.

كيف تعمل تقنية الاتصال بالضوء؟

تعتمد هذه التقنية على ما يُعرف بـ"الاتصالات الضوئية اللاسلكية"، حيث يتم نقل البيانات باستخدام الضوء بدلا من موجات الراديو.

أهم المميزات:

نطاق ترددي أوسع بكثير

عدم التداخل مع الشبكات التقليدية

إمكانية توجيه الإشارة بدقة عالية

وهذا يجعلها مثالية للاستخدام في المنازل، المكاتب، المستشفيات، ومراكز البيانات.

قلب النظام: مصفوفة ليزر متناهية الصغر

يعتمد النظام على شريحة صغيرة تحتوي على مصفوفة من الليزرات تُعرف باسم:

VCSEL

مميزات هذه التقنية:

تتكون من 25 ليزرا (5×5)

كل ليزر يعمل بشكل مستقل

يمكن لكل واحد إرسال بيانات منفصلة

هذا يسمح بإرسال عدة تدفقات بيانات في نفس الوقت، ما يضاعف السرعة الإجمالية بشكل كبير.

تحقيق سرعة 360 جيجابت/ثانية

في الاختبارات العملية:

تم تشغيل 21 ليزرا من أصل 25

وصلت سرعة كل ليزر إلى 13–19 جيجابت/ثانية

بلغ إجمالي السرعة 362.7 جيجابت/ثانية

وتُعد هذه من أعلى السرعات المسجلة لنظام لاسلكي ضوئي بحجم شريحة صغيرة.

كيف يتم تجنب التداخل بين الإشارات؟

استخدم الباحثون نظاما بصريا متطورا لتوجيه الضوء بدقة:

عدسات دقيقة لتنظيم الأشعة

توزيع الضوء على شكل شبكة مربعة

تقليل التداخل بين الإشارات

وقد أظهرت الاختبارات توزيعا متجانسا للضوء بنسبة تتجاوز 90%، ما يسمح بخدمة عدة مستخدمين في نفس الوقت دون مشاكل.

استهلاك طاقة أقل من Wi-Fi

من أبرز مزايا هذه التقنية:

استهلاك طاقة منخفض

كفاءة عالية في نقل البيانات

حيث بلغ استهلاك الطاقة نحو 1.4 نانو جول لكل بت، أي أقل بحوالي 50% مقارنة بأحدث تقنيات Wi-Fi.

هل ستستبدل Wi-Fi؟

يرى الباحثون أن هذه التقنية لن تحل محل Wi-Fi بالكامل، بل ستعمل إلى جانبه.

الاستخدامات المتوقعة:

البيئات الداخلية المزدحمة

مراكز البيانات

الأنظمة الذكية

الشبكات عالية السرعة

كما يمكن دمجها مستقبلا في:

أنظمة الإضاءة

الأسقف

نقاط الاتصال الذكية.

تمثل تقنية الاتصالات الضوئية بالليزر خطوة مهمة نحو مستقبل الإنترنت اللاسلكي، حيث توفر:

سرعات فائقة

كفاءة طاقة أعلى

تقليل التداخل

ومع استمرار التطوير، قد تصبح هذه التقنية عنصرا أساسيا في شبكات الجيل القادم.