Os chips a laser prometem redes sem fio internas mais rápidas e ecológicas, com velocidades de gigabit.
A conectividade sem fio em ambientes internos está atingindo seus limites à medida que mais dispositivos disputam o mesmo espectro. Streaming , videochamadas e dispositivos domésticos inteligentes estão exigindo mais das redes, enquanto o consumo de energia aumenta. Uma nova classe de chips a laser oferece um caminho diferente, transferindo dados para a luz.
Pesquisadores desenvolveram um link óptico em escala de chip que oferece conexões internas ultrarrápidas com menor consumo de energia. Em vez de transmitir sinais amplamente, ele envia dados por meio de feixes infravermelhos controlados, liberando mais capacidade utilizável e evitando interferências em espaços densos.
No núcleo do sistema está um chip com 25 lasers microscópicos, cada um com seu próprio fluxo de luz. Trabalhando em paralelo, eles aumentam a taxa de transferência muito além da capacidade de uma única fonte. Nos testes, a configuração atingiu mais de 360 gigabits por segundo em uma curta conexão interna.
Os ganhos não se limitam à velocidade. O consumo de energia diminui significativamente, oferecendo uma maneira mais eficiente de lidar com a crescente demanda.
A matriz de lasers comprova a velocidade.
O desempenho é resultado de uma matriz 5 por 5 de lasers de emissão de superfície de cavidade vertical, cada um atuando como seu próprio canal de alta velocidade.
Em testes realizados a uma distância de dois metros, lasers individuais forneceram taxas de transferência de cerca de 13 a 19 gigabits por segundo. Com 21 canais ativos, a taxa de transferência total atingiu 362,7 gigabits por segundo, um dos resultados ópticos em escala de chip mais rápidos já obtidos.
A limitação estava no hardware do receptor, não no transmissor, o que sugere que velocidades mais altas são possíveis com componentes melhores.
Um sistema óptico personalizado também molda cada feixe em um quadrado definido, limitando a sobreposição para que várias conexões possam funcionar lado a lado sem interferência.
Por que a luz altera a equação
As redes de rádio enfrentam dificuldades em espaços congestionados, onde os sinais interferem uns nos outros e a capacidade fica sobrecarregada. A luz evita essas limitações, oferecendo mais largura de banda e controle preciso sobre a direção dos sinais.
Em vez de cobrir uma sala inteira, o sistema cria uma grade de feixes direcionados com mínima dispersão. As medições mostram cobertura uniforme em toda a área alvo, ajudando a manter o desempenho estável para vários dispositivos.
O sistema opera com cerca de 1,4 nanojoules por bit, aproximadamente metade do consumo de sistemas Wi-Fi comparáveis. A desvantagem é o alcance, já que a configuração atual funciona em curtas distâncias e depende da linha de visão direta.
Para onde isso vai a seguir?
Essa abordagem visa complementar as redes existentes, aliviando o tráfego pesado em espaços internos de alta demanda.
O hardware cabe em um chip submilimétrico construído com processos padrão, o que torna plausível a integração em dispositivos ou pontos de acesso, embora nenhum cronograma comercial tenha sido divulgado.
Com o aumento da demanda, a combinação de enlaces de rádio e de luz poderá se tornar padrão, com os sistemas a laser lidando com o tráfego mais intenso.
