Технологии беспроводной связи обычно основаны либо на радиочастотной связи, которая в основном страдает от перегруженности полосы частот, либо на оптической связи для которой требуются энергоемкие источники света. Но, если солнечный свет заменит текущую технологию Wi-Fi и простого окна будет достаточно, чтобы заменить домашние маршрутизаторы.
Группа ученых из Саудовской Аравии создала менее энергоемкую альтернативу, которая могла бы использовать солнечный свет вместо традиционного Wi-Fi. Разрабатываемая в Университете науки и технологий имени короля Абдуллы (KAUST) система «умного стекла» может модулировать проходящий через нее солнечный свет, кодируя данные в свет, который может быть обнаружен и декодирован устройствами в комнате.
Использование солнечного света для отправки данных обеспечит более экологичный способ связи по сравнению с обычным Wi-Fi или передачей данных по сотовой связи. Систему можно использовать в стеклянных окнах больших помещений, например офисов.
Система передачи информации о солнечном свете KAUST состоит из двух частей: модулятора света, который можно встроить в стеклянную поверхность и приемника в помещении. «Модулятор представляет собой набор предложенных нами интеллектуальных стеклянных элементов, известных как двухэлементные жидкокристаллические затворы (DLS)», - говорит Усама Амин, научный сотрудник лаборатории Шихада.
Матрица жидкокристаллических затворов будет действовать как фильтр для кодирования сигналов в проходящий свет. В то время как традиционные Wi-Fi-маршрутизаторы потребляют от 5 до 20 Вт электроэнергии, а для работы DLS требуется всего 1 Вт мощности, которую можно обеспечить с помощью небольшой солнечной панели. Очевидно, что система будет работать только тогда, когда светит солнце, поэтому эту функцию можно использовать для экономии энергии в течение дня, а Wi-Fi заработает, как только зайдет солнце.
В предыдущих конструкциях оптических систем беспроводной связи данные обычно кодировались путем изменения интенсивности света. Но если частота этих изменений интенсивности слишком мала, человеческий глаз может их обнаружить и вызвать неприятный эффект мерцания, объясняет Сахар Аммар, студент команды, возглавляемой Басем Шихадой. Поэтому DLS предназначен для управления свойством света, называемым поляризацией.
«Изменение поляризации света незаметно для глаза, что устраняет проблему мерцания», - говорит Аммар. «Система связи работает за счет изменения поляризации входящего солнечного света на стороне модулятора. Приемник может обнаружить это изменение для декодирования передаваемых данных».
Расчеты показывают, что предлагаемая установка может передавать данные со скоростью 16 килобит в секунду. «Мы заказали необходимое оборудование для реализации тестового прототипа и работаем над тем чтобы увеличить скорость передачи данных с килобит до мега- и гигабит в секунду», - говорит Шихада.
