Wissenschaftler nutzen TV-Technologie, um Li-Fi-Internetverbindungen zu testen, die 100-mal schneller sind als Wi-Fi
Wissenschaftler haben eine neue Art von Technologie zur Kommunikation mit sichtbarem Licht (VLC) entwickelt, die Daten mithilfe herkömmlicher Beleuchtungskörper übertragen kann, die in Wohnungen und Büros verwendet werden. Die Technologie könnte eines Tages Wi-Fi als bevorzugtes Werkzeug für die drahtlose Kommunikation an sich reißen.
Im Gegensatz zur Wireless-Fidelity-Technologie (Wi-Fi), die elektromagnetische Funkwellen zur Datenübertragung nutzt, nutzt Light-Fidelity (Li-Fi) Lichtquellen und kann theoretisch Geschwindigkeiten erreichen, die über 100-mal schneller sind. Während Li-Fi ein vollständig vernetztes System ist und Infrarot- oder Ultraviolettlicht integrieren kann, ist VLC unidirektional und nutzt nur das sichtbare Lichtspektrum. Einige Wissenschaftler sagen auch, dass Li-Fi die Integration von Wi-Fi und VLC sei Institut für Physik.
VLC wird nicht häufig verwendet, da die Lichtquelle ständig eingeschaltet sein müsste, eine direkte Sichtverbindung mit einem Empfänger erforderlich ist und es nicht im Freien verwendet werden kann. Der Einsatz eines VLC-Systems mit generischem Weißlicht verringert aufgrund der Interferenz auch die Stabilität und Genauigkeit der Datenübertragung.
Jetzt haben Forscher jedoch weißes Licht nachgeahmt, indem sie ein dreifarbiges VLC-System entwickelt haben, das rotes, blaues und grünes Licht verwendet und von einem organischen Leuchtdioden-Array (OLED) emittiert wird, und dabei die Interferenzen reduziert. Als Empfänger bauten sie außerdem ein organisches Photodioden-Array (OPD) auf. Sie beschrieben ihre Arbeit in einer Studie, die am 19. Oktober 2023 in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Fortgeschrittene Werkstoffe.
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„Unsere Lichtquelle, die drei Wellenlängen mischt, umgeht Interferenzen und erhöht so die Stabilität und Genauigkeit der Datenübertragung.“ Dae Sung ChungProfessor für Chemieingenieurwesen an der Pohang University of Science and Technology in Südkorea, sagte in einem Stellungnahme. „Wir gehen davon aus, dass diese Technologie ein potenziell nützliches Werkzeug für verschiedene Branchen sein wird und als drahtlose Kommunikationslösung der nächsten Generation dienen kann, die herkömmliche Beleuchtungssysteme nutzt.“
OLEDs nutzen eine organische Schicht zur Lichterzeugung und werden häufig in den Bildschirmen vieler moderner Fernseher, Smartphones und Laptops verwendet. Im Vergleich zu LEDs sind OLEDs umweltfreundlicher, kostengünstiger und leichter gebaut. OLEDs eignen sich auch besser für den Einbau in Empfänger, da sie bei bestimmten Wellenlängen eine höhere Empfindlichkeit bieten.
OPDs funktionieren umgekehrt wie OLEDs und nutzen das organische Halbleiterelement, um Licht zu absorbieren und in elektrischen Strom umzuwandeln – ähnlich wie Photovoltaikzellen in Solarpaneelen.
In der neuen Studie konfigurierten die Forscher OPDs für die Verwendung eines Fabry-Pérot-Interferometers, das aus zwei einander zugewandten gekrümmten Spiegeln besteht. Bei einer solchen Ausrichtung erkannten die OPDs bestimmte Wellenlängen des vom OLED-Array übertragenen Lichts.
Durch das Senden von Daten vom Sender zum Empfänger zeigten die Forscher, dass sogar Innenbeleuchtungskörper mit der Lichtquelle ausgestattet werden können, um Daten in einem Li-Fi-System zu übertragen. Ihre zusammengesetzte Lichtquelle hatte im Vergleich zu herkömmlicher Beleuchtung außerdem eine geringere Bitfehlerrate, da sie Interferenzen unterdrückte.
Die Wissenschaftler testeten diese Technologie unter spezifischen Laborbedingungen, die darauf ausgelegt waren, Störungen zu minimieren und die Genauigkeit der Daten sicherzustellen. Sie wollen es jedoch unter realen Bedingungen testen, um besser zu verstehen, wie das System in der Praxis funktioniert. Hier werde es zu Störungen durch die lokale Umgebung wie andere Licht- und Staubquellen kommen, stellten die Forscher in dem Papier fest. Außerdem wollen sie testen, ob das Li-Fi-System mit einem beweglichen Empfänger funktioniert, statt mit einem stationären.
In Zukunft könnte ein Nahinfrarot-Kanal (NIR) auch Interferenzprobleme weiter reduzieren, was es VLC-Sendern ermöglichen würde, ihre Reichweite zu erweitern. Sie wollen auch testen, ob sie physische Barrieren, wie zum Beispiel Wände in einem Haus, durch den Einsatz von Powerline-Kommunikation überwinden können.