Технології бездротового зв’язку зазвичай засновані або на радіочастотному зв’язку, який в основному страждає від перевантаженості смуги частот, або на оптичному зв’язку для якого потрібні енергоємні джерела світла. Але якщо сонячне світло замінить поточну технологію Wi-Fi і простого вікна буде достатньо, щоб замінити домашні маршрутизатори.
Група вчених із Саудівської Аравії створила менш енергоємну альтернативу, яка могла б використати сонячне світло замість традиційного Wi-Fi. Розроблена в Університеті науки і технологій імені короля Абдулли (KAUST) система «розумного скла» може модулювати сонячне світло, що проходить через нього, кодуючи дані у світло, яке може бути виявлено і декодовано пристроями в кімнаті.
Використання сонячного світла для надсилання даних забезпечить більш екологічний спосіб зв’язку порівняно зі звичайним Wi-Fi або передачею даних стільникового зв’язку. Систему можна використовувати у скляних вікнах великих приміщень, наприклад, офісів.
Система передачі інформації через сонячне світло KAUST складається з двох частин: модулятора світла, який можна вбудувати у скляну поверхню та приймача у приміщенні. «Модулятор є набором запропонованих нами інтелектуальних скляних елементів, відомих як двоелементні рідкокристалічні затвори (DLS)», – говорить Усама Амін, науковий співробітник лабораторії Шихада.
Матриця рідкокристалічних затворів діятиме як фільтр для кодування сигналів у світло, що проходить. У той час, як традиційні Wi-Fi-маршрутизатори споживають від 5 до 20 Вт електроенергії, а для роботи DLS потрібно всього 1 Вт потужності, яку можна забезпечити за допомогою невеликої сонячної панелі. Очевидно, що система працюватиме лише тоді, коли світить сонце, тому цю функцію можна використовувати для економії енергії протягом дня, а Wi-Fi запрацює, як тільки зайде сонце.
У попередніх конструкціях оптичних систем бездротового зв’язку, дані зазвичай кодувалися шляхом зміни інтенсивності світла. Але якщо частота цих змін інтенсивності надто мала, людське око може їх виявити та викликати неприємний ефект мерехтіння, пояснює Сахар Аммар, студент команди, яку очолює Басе Шигада. Тому DLS призначений керувати властивістю світла, званим поляризацією.
“Зміна поляризації світла непомітна для ока, що усуває проблему мерехтіння”, – говорить Аммар. «Система зв’язку працює за рахунок зміни поляризації вхідного сонячного світла на боці модулятора. Приймач може виявити цю зміну для декодування даних».
Розрахунки показують, що пропонована установка може передавати дані зі швидкістю 16 кілобіт за секунду. «Ми замовили необхідне обладнання для реалізації тестового прототипу і працюємо над тим, щоб збільшити швидкість передачі даних з кілобіт до мега- та гігабіт за секунду».
