О технологии сверхбыстрой беспроводной передачи данных WiRays
Однажды Артур Кларк, британский писатель, ученый и изобретатель, в своей книге «Черты Будущего» сказал следующее: «Любая хорошо развитая технология неотличима от магии». 18 июня было представлено новейшее «заклинание» в области беспроводной передачи данных — WiRays. Сегодня в нашей статье мы рассмотрим, как работает эта инновационная технология, какие преимущества она имеет и какие перспективы открывает как для обычных пользователей, так и для специалистов.
Выбрать раздел:
Что такое технология WiRays?
Беспроводной трафик данных стремительно растет, чему способствует постоянно расширяющийся потребительский спрос на материалы, распространяемые в видеоформате на мобильных устройствах. Согласно отчету Mobility Report компании Ericsson (Швеция), прогнозируется, что совокупный годовой темп роста мобильного трафика увеличится на 55 % в течение следующих 5 лет. Ожидается, что видеоконтент будет доминировать в спросе на беспроводную передачу данных, а новые приложения, такие как виртуальная реальность (Virtual Reality, VR) и коммуникации систем с искусственным интеллектом, еще больше ускорят эту тенденцию.
Современные смартфоны и планшеты могут захватывать и отображать видео сверхвысокой четкости, но обмен такими материалами ограничен скоростью подключения Wi-Fi и сотовых сетей.
Компания LUMEOVA (США), специализирующаяся на создании электронных устройств передачи информации, работающих на сверхбыстрых скоростях, объявила о разработке технологии оптической беспроводной связи под названием WiRays®. Используя оптический спектр частот, новая технология обеспечивает скорость передачи данных до 100 гигабит в секунду (Гбит/с), сопоставимую с пропускной способностью волоконно-оптических каналов связи.
WiRays является одной из разновидностей Li-Fi (Light Fidelity) –двунаправленной беспроводной технологии передачи данных, которая использует мерцание света вместо радиоволн (аналог Wi-Fi). Li-Fi принадлежит к технологиям VLC (Visible Light Communications - связь с помощью видимого света).
Подробнее о том, что такое технология Li-Fi Вы можете узнать в нашей статье VK. В сообществе представлены различные материалы из мира информбезопасности, тематические переводы и актуальные новости — подписывайтесь.
Принцип работы технологии
Светодиодная лампа с поддержкой Li-Fi преобразует данные в двоичный код с помощью мерцания света в оптическом диапазоне – постоянного свечения и затемнения на очень высоких скоростях с частотой выше 60 Гц, что не воспринимается человеческим зрением.
Специальное фотодиодное устройство (приёмник) принимает сигнал и преобразует его обратно в данные: видео, изображения, аудио, текст.
Преимущества технологии:
- скорость передачи данных примерно в 100 раз выше, чем у Wi-Fi;
- возможность использования в местах, куда радиосигнал не доходит: в тоннелях, под водой;
- не создаёт электромагнитных помех, как радиоустройства;
- меньшие затраты энергии;
- безопаснее Wi-Fi.
Ограничения технологии:
- может быть развёрнута только в закрытом пространстве при уровне освещённости более 10 %;
- не сработает на улице при солнечном свете или в любых других условиях, когда уровень света нестабилен.
Технология оптической беспроводной связи WiRays специально создана для нового поколения смартфонов, планшетов, средств связи с процессорами искусственного интеллекта, смарт-телевизоров 8K, устройств виртуальной реальности 8K и оборудования беспроводной транзитной связи 5G/6G. На рисунке 1 представлена схема организации связи данной технологии.
В настоящее время большинство беспроводных решений (4G/5G, Wi-Fi, Bluetooth, спутниковая связь) используют радиочастотный спектр ниже 50 ГГц, при этом более 95% передачи данных происходит в диапазонах частот ниже 6 ГГц. Хотя для 5G выделен больший радиодиапазон (24–52 ГГц) в миллиметровом спектре волн, однако для него требуются более сложные системы приема и обработки сигнала, имеющие меньшую дальность действия (несколько сотен метров) и более высокое энергопотребление из-за значительных потерь сигнала. Оборудование WiRays использует нелицензируемый оптический спектр для достижения сверхширокополосной беспроводной связи, который обеспечивает большую пропускную способность. Доступная полоса пропускания в видимом спектре превышает 300 ТГц по сравнению с полосой пропускания менее 5 ГГц, доступной в используемых радиодиапазонах (Рис. 2). Первое поколение продуктов WiRays использует узкую часть инфракрасного спектра, но эту технологию можно масштабировать и на другие его части.
Следует отметить, что технология WiRays не предназначена для замены решений Wi-Fi или сотовой связи 5G/6G, которые в свою очередь обладают рядом достоинств, в частности:
- 5G предоставляет высокоскоростную сотовую связь на большой территории (километры) с очень высокой степенью мобильности (скорость передвижения);
- Wi-Fi обычно обеспечивает в 10 раз более высокие скорости, чем 5G, но на меньшей территории (диапазон в сотни метров), что подходит для приложений внутри зданий.
WiRays дополняет вышеуказанные технологии, обеспечивая десятикратное преимущество в скорости по сравнению с Wi-Fi7 последнего поколения в помещении или офисе. Данная технология повышает возможности подключения мобильных устройств к стационарному сетевому оборудованию, не испытывая влияния электромагнитных наводок и помех, а также расширяет практику использования сверхвысокоскоростных приложений реального времени. Это особенно актуально для потокового телевизионного видео разрешения 4K/8K и просмотра VR-контента.
Значительные преимущества WiRays
Одним из самых значительных преимуществ WiRays является её безопасность. Поскольку свет не может проходить сквозь стены, злоумышленники практически не смогут перехватывать передаваемые данные. Это позволяет применять ее в приложениях, требующих высокого уровня безопасности. Используя WiRays для подключения устройств, данные могут безопасно передаваться в ограниченном пространстве, что снижает риск несанкционированного доступа к ним.
Технология предлагает масштабируемые решения для сегодняшних и будущих приложений связи работающих на скоростях 10 – 100+ Гбит/сек при передаче информации до нескольких метров внутри помещений и на несколько сотен метров при организации наружной беспроводной сети.
Применение WiRays выгодно также в кластерах искусственного интеллекта GPU/TPU и центрах обработки данных, где необходимы сверхвысокие скорости передачи информации (Рис. 3).
Сверхбыстрые оптические трансиверы компании LUMEOVA обеспечивают соединение со скоростью передачи терабит в секунду между нейронными процессорами ИИ и модулями памяти в дезагрегированной вычислительной среде. Это очень важно для масштабируемости (наращивания вычислительных возможностей) компьютеров с искусственным интеллектом. При этом обеспечивается сверхнизкое энергопотребление.
Необходимо отметить, что быстрое глобальное внедрение связи 5G вызывает стремительный рост объема беспроводного трафика данных в сотовых сетях. Более быстрые, сверхширокополосные системы связи этого поколения, требуют, чтобы базовые станции обменивались данными друг с другом на огромных скоростях. Существующие решения для фиксированной связи в микроволновом и миллиметровом диапазоне радиоволн не справляются с необходимыми для данного трафика скоростями (десятки гигабит в секунду). Применение же технологии WiRays позволит малым сотам в городских условиях и внутри помещений беспрепятственно обмениваться данными.
Дальнейшее развитие технологий сотовой связи, в частности внедрение стандарта 6G предоставит в будущем новые варианты использования устройств мобильной связи. Например, беспроводное 3D-голографическое присутствие, требующее огромной пропускной способности каналов связи. Технология WiRays с ее скоростью передачи данных обеспечивает такую возможность уже сейчас.
Кроме того, при помощи технологии WiRays может быть создана беспроводная, более легкая VR-гарнитура с четкостью видео 8K+ и увеличенным временем автономной работы (нет необходимости использовать громоздкие батареи и кабели) за счет размещения видеоконтента и его обработки не в гарнитуре, а в стационарном устройстве. Это даст возможность повысить мощность видеоигр, что позволит обеспечить масштабирование связи между консолью и дисплеем без каких-либо проблем с радиосвязью.
WiRays обеспечивает визуальную четкость и точность, предоставляя контент высокого разрешения, что позволяет подключать периферийные устройства – без помех – к видеодисплею 8K без проводов. Иммерсивный просмотр контента в разрешении 8K+ повысит уровень развлечений и производительности на рабочем месте или в дороге.
Компанией LUMEOVA уже получено 20 патентов США и международных организаций на технологию WiRays.
Технологический план компании предусматривает в дальнейшем достижение скорости соединения более 1000 Гбит/с (1 терабит в секунду), что соответствует требованиям текущего и будущих поколений стандартов проводного подключения, таких как HDMI, DisplayPort, USB и Thunderbolt. При этом пропускная способность больше не будет являться препятствием для подключения.