Lazer çipleri ile kablosuz iletişim düşük enerjiyle yüksek hız sunuyor

Lazer Çip Teknolojisiyle 362 Gbps Hızında Kablosuz İnternet Dönemi

Teknoloji Haberleri - Mevcut kablosuz ağlar, artan cihaz sayısı ve veri yoğunluğu nedeniyle sınırlarına dayanıyor. Evlerdeki akıllı cihazlar, ofislerdeki yüksek çözünürlüklü video konferanslar ve artırılmış gerçeklik uygulamaları, radyo frekansı tabanlı sistemleri iyice zorluyor. Cambridge Üniversitesi’nden araştırmacılar, bu darboğazı aşmak için radyo dalgalarını tamamen devre dışı bırakan bir lazer çip teknolojisi geliştirdi.

Geleneksel Wi-Fi’ın Yerini Işık Alıyor

Klasik kablosuz bağlantılar, sınırlı radyo spektrumu nedeniyle özellikle yoğun ortamlarda ciddi girişim sorunları yaşıyor. Yeni sistem, veriyi taşımak için görünmez kızılötesi ışınları kullanarak bu sorunu kökten çözüyor. Işık tabanlı iletişim, radyo frekanslarına kıyasla çok daha geniş bir bant genişliği sunuyor ve sinyallerin milimetrik hassasiyetle yönlendirilmesine izin veriyor.

Bu yaklaşım, mevcut Wi-Fi ağlarını tamamen ortadan kaldırmak yerine onları tamamlayacak şekilde tasarlandı. Ofisler, alışveriş merkezleri ve kongre salonları gibi yüksek kullanıcı yoğunluğuna sahip kapalı alanlardaki ağ trafiğini üstlenerek, radyo tabanlı sistemlerin üzerindeki yükü hafifletmeyi hedefliyor.

5×5 Lazer Dizisiyle Dev Hız

Sistemin kalbinde, her biri bağımsız olarak veri akışı sağlayabilen 25 adet mikroskobik lazerden oluşan bir düzenek bulunuyor. Bu lazerler, “dikey boşluklu yüzey yayılımlı lazer” (VCSEL) teknolojisiyle üretilmiş durumda. Araştırmacıların iki metre mesafede gerçekleştirdiği testlerde, 25 lazerden 21’i aktif olarak çalıştırıldı. Her bir lazer saniyede 13 ila 19 Gbps hızında veri aktarırken, toplam sistem verimi 362,7 Gbps seviyesine ulaştı.

Daha da önemlisi, bu hız sınırı sistemin kendisinden değil, testlerde kullanılan alıcı donanımın yetersiz kalmasından kaynaklandı. Daha hızlı alıcı bileşenlerle aynı vericinin çok daha yüksek hızlara çıkabileceği belirtiliyor.

Yarı Yarıya Enerji Tasarrufu

Yüksek hız kadar dikkat çekici bir diğer özellik ise enerji verimliliği. Geliştirilen lazer çip sistemi, her bir bit veri için yalnızca 1,4 nanojoule enerji tüketiyor. Bu değer, günümüzde kullanılan Wi-Fi sistemlerinin yaklaşık yarısına denk geliyor. Veri merkezleri ve yoğun ağ trafiğine sahip kurumsal ortamlar düşünüldüğünde, bu oranın uzun vadede ciddi bir enerji ve maliyet tasarrufu sağlaması bekleniyor.

Işın Şekillendirme ile Girişimsiz Bağlantı

Çok sayıda lazerin aynı anda çalışması durumunda ortaya çıkabilecek sinyal girişimini engellemek için özel bir optik düzenek geliştirildi. Bu düzenek, her bir lazer ışınını belirli bir kare alan şekline dönüştürerek, komşu ışınlarla çakışmalarını minimuma indiriyor. İki metre mesafede yapılan ölçümler, hedef alandaki aydınlatma homojenliğinin %90’ın üzerinde olduğunu gösterdi. Bu sayede aynı odada bulunan farklı kullanıcılar, birbirlerini etkilemeden yüksek hızlı bağlantıya erişebiliyor.

Dört farklı bağlantının eş zamanlı olarak test edildiği bir senaryoda ise sistem, kararlı bir şekilde toplamda 22 Gbps hız sağladı. Bu da teknolojinin çoklu kullanıcı ortamlarına ne kadar uygun olduğunu gözler önüne seriyor.

Kısıtlar ve Ticari Kullanım Takvimi

Her yeni teknolojide olduğu gibi bu sistemin de bazı sınırlamaları bulunuyor. En büyük kısıt, mevcut haliyle lazer çip teknolojisinin kısa mesafelerde ve doğrudan görüş hattı gerektirerek çalışması. Işık duvarlardan geçemediği için sinyallerin net bir hat üzerinde iletilmesi şart. Bu nedenle teknoloji, özellikle tavan montajlı aydınlatma sistemlerine entegre edilerek kullanılmak üzere tasarlandı. Odalar arasında dolaşan mobil cihazlar için klasik Wi-Fi bağlantısı devreye girerken, sabit ve yoğun veri isteyen cihazlar bu lazer tabanlı ağa yönlendirilecek.

Cambridge ekibi, tüm donanımın standart yarı iletken üretim süreçleriyle üretilebilen 1 milimetrekareden küçük bir çip üzerine sığdırılabildiğini belirtiyor. Bu da sistemin mevcut altyapıya entegrasyonunu oldukça kolaylaştırıyor. Ancak henüz net bir ticari kullanıma sunma takvimi paylaşılmış değil.

Rakipler de Boş Durmuyor

Bu alanda sadece akademik çalışmalar yürütülmüyor. Alphabet bünyesindeki X biriminin geliştirdiği Taara çipi, fiber optik kablolara alternatif olarak lazer tabanlı veri iletimi sunuyor. Taara, 20 kilometreye kadar mesafelerde saniyede 20 Gbps hızında bağlantı sağlayabiliyor ve özellikle altyapısı zayıf bölgeler için umut vaat ediyor. Öte yandan Lumentum gibi şirketler de VCSEL teknolojisini yapay zeka altyapıları ve veri merkezleri için ölçeklenebilir optik çözümler geliştirmekte kullanıyor.

Gelecek: Radyo ve Işığın Birlikte Çalıştığı Hibrit Ağlar

Önümüzdeki yıllarda, özellikle 6G ve sonrası ağ teknolojilerinde radyo frekansları ile optik kablosuz iletişimin bir arada çalıştığı hibrit sistemlerin standart hale gelmesi bekleniyor. Yoğun veri trafiği gerektiren uygulamalar için lazer tabanlı bağlantılar devreye girerken, geniş kapsama alanı gerektiren durumlarda klasik radyo sistemleri kullanılmaya devam edecek. Bu sayede hem hız hem de erişilebilirlik açısından en optimum çözüm sunulmuş olacak. Teknoloji Haberleri - Teknoloji Medya