Fra radiobølger til lys: det gør denne test så bemærkelsesværdig
Forskere har præsenteret en forbindelse, der opnår hele 362,7 Gbit/s over en kort afstand. Det er ikke tænkt som en erstatning for wifi, men som en turbokanal, der kan aflaste eksisterende netværk og samtidig forbruge markant mindre energi.
Det nye system benytter ikke radiobølger som wifi, 4G eller 5G — det bruger lys. Nærmere bestemt et gitter af bittesmå halvlederlasere kaldet VCSEL'er (vertikalt udstrålingslasere), som man allerede kender fra datacentre, der anvender dem til ultrahurtige fiberoptiske forbindelser.
I testopstillingen anvendte ingeniørerne en matrix bestående af 5 gange 5 lasere. Tilsammen leverede de en samlet datahastighed på 362,7 Gbit/s over en afstand på cirka to meter. Det placerer forsøgsopstillingen blandt de hurtigste optiske trådløse systemer i verden.
Ved 362,7 Gbit/s kan man i teorien hente omkring 20 HD-film på blot ét sekund.
Hver enkelt laser i gitteret nåede mellem 13 og 19 Gbit/s individuelt. Energiforbruget var desuden ekstremt lavt — omkring 1,4 nanojoule per sendt bit. Det er langt mere effektivt end de standard wifi-routere og accesspoints, vi kender i dag.
Ikke "farvel til wifi", men et helt andet hastighedsniveau
Forskerne ønsker ikke at erstatte wifi. Målet er at tilføje et ekstra lag ovenpå: en lynhurtig, energibesparende forbindelse, der håndterer de tunge datastrømme, så resten af netværket får mere luft at arbejde med.
- Wifi og 5G forbliver nyttige til bred dækning og mobilitet
- Lyscommunikation overtager de opgaver, der kræver maksimal hastighed og minimal forsinkelse
- Datacentre, fabrikker, kontorer og hospitaler kan opgradere deres trådløse infrastruktur uden at trække nye kabler overalt
Testen viser frem for alt, hvad der bliver muligt, når vi slipper radiospektret. Radiobølger er ved at blive overbelastede, særligt i travle kontorbygninger og etageboliger. Lys tilbyder langt mere plads.
Li-Fi og VLC: internet via lampen
De anvendte teknikker hører under Li-Fi og VLC (Visible Light Communication). Her blinker en lyskilde så hurtigt, at det menneskelige øje slet ikke opfatter det, mens modtagere problemfrit omsætter variationerne til data.
Li-Fi har længe været betragtet som et interessant supplement til wifi, 4G og 5G. Teknologien bygger på viden fra wifi-verdenen, men udnytter det synlige eller nær-infrarøde lysspektrum frem for radiofrekvenser.
Det optiske spektrum er cirka 10.000 gange bredere end alle nuværende radiofrekvenser tilsammen.
Fordi der er så meget mere "båndbredde i luften", åbner det for anvendelser, der er svære eller umulige med klassisk wifi. Det gælder eksempelvis:
- Skarpe, trådløse videostreams til AR- og VR-briller
- Ultrahastig synkronisering af servere i en datacenterhal
- Lokal backup og dataoverførsel fra kameraer og sensornetværk
- Hyperresponsive forbindelser til industrirobotter og produktionslinjer
Hvordan fungerer den ekstreme hastighed teknisk set?
For at nå de 362,7 Gbit/s anvendte forskerne såkaldt frekvensmultipleksing. Her opdeles én forbindelse i flere kanaler, der hver har sin egen frekvens og kører parallelt, hvilket løfter den samlede hastighed betydeligt.
Hver laser i matrixen bærer sin egen del af dataene. Ved at modulere og sammenflette signalerne intelligent skabes én ekstremt hurtig forbindelse. Energiforbruget holdes lavt, fordi laserne arbejder effektivt og kun skal dække korte afstande.
Denne type opstilling passer godt ind i fremtidens 6G-netværk, hvor små, lokale "hotspots" med enorm kapacitet spiller en stadig større rolle. I stedet for én stor sendemast kommer der mange små celler — også indendørs — der supplerer hinanden.
Et sikrere signal: lys trænger ikke gennem vægge
En markant fordel ved lysbaserede forbindelser er, at strålen ikke passerer gennem tykke vægge. Mens et wifi-signal nemt spreder sig til naboerne, stoppes lyset ved en uigennemsigtig væg.
Fordi signalet forbliver i rummet, bliver uønsket aflytning sværere, og forstyrrelser mellem netværk reduceres.
For miljøer med strenge krav til datasikkerhed — som hospitaler, banker eller offentlige bygninger — kan det være en afgørende fordel. Adgang er begrænset til de rum, hvor lysstrålen faktisk er til stede.
Ulempen er til gengæld oplagt: der kræves altid en direkte eller næsten direkte synslinje mellem sender og modtager. Blokeres signalet af et objekt, falder forbindelsen. I praksis kræver det omhyggelig placering af lamper og flere adgangspunkter per rum.
Hvad kan dette betyde i hjemmet og på kontoret?
Hvis denne type systemer videreudvikles og bliver billige, vil indretningen af netværk indendørs og på arbejdspladsen sandsynligvis ændre sig markant. Her er nogle tænkelige scenarier:
- I stuen sender et lysmodul bag tv'et enorme mængder data til spillekonsoller og mediecentre
- På kontorer leverer smarte loftlamper ikke blot belysning, men også internet til bærbare computere og mødelærreiner
- I fabrikker forbinder lysstråler bevægelige robotter og sensorer — helt uden sårbare kabler på gulvet
Wifi forbliver nyttigt i disse situationer for smartphones og enheder, der ikke altid befinder sig inden for lysfeltet. Lysforbindelsen fungerer da som motorvejen, mens wifi udgør de lokale sidegader.
Hvornår kan forbrugerne mærke forskel?
Der er typisk et stort spring fra en vellykket labdemonstration til et produkt i dagligstuen. Der skal udvikles standarder, chips skal blive billigere, og producenter skal integrere teknologien i lamper, routere og telefoner.
Li-Fi-produkter findes allerede, primært til nicheapplikationer. Hastighederne ligger der stadig langt under de 362,7 Gbit/s fra forsøget, men retningen er klar. Efterhånden som flere producenter kommer med, opstår der økosystemer, hvor bærbare computere, tablets, tv'er og IoT-enheder kan kommunikere direkte via lys.
For forbrugerne vil hastighed ikke nødvendigvis være det eneste argument. Færre forstyrrelser i lejlighedskomplekser, lavere energiforbrug per gigabyte og bedre sikkerhed per rum kan veje mindst lige så tungt.
Det skal du vide om Gbit/s, latenstid og energiforbrug
De 362,7 Gbit/s lyder abstrakt. Et par konkrete sammenligninger hjælper med at sætte det i perspektiv:
| Teknologi | Typisk hastighed derhjemme |
|---|---|
| Gammel wifi-router (2,4 GHz) | 30–80 Mbit/s |
| Moderne wifi 6-router | 200–800 Mbit/s |
| Fiberforbindelse til forbrugere | 1–8 Gbit/s |
| Testet lysforbindelse i laboratoriet | 362,7 Gbit/s |
Ud over hastighed spiller latenstid en vigtig rolle. Optiske systemer kan holde forsinkelsen meget lav, hvilket er en fordel for online gaming, AR-applikationer og fjernstyring. Det lave energiforbrug per bit gør teknologien særligt interessant i en tid, hvor datatrafikken vokser år for år, og energiomkostningerne vejer tungere og tungere.
Den der i fremtiden designer et nyt kontor eller en fabrik, vil hyppigere stå over for valget: skal jeg trække nye netværkskabler overalt, eller kombinerer jeg fiberforbindelser til få centrale punkter med lysbaserede forbindelser i de enkelte rum? Det valg kan få store konsekvenser for fleksibilitet, vedligeholdelse og den samlede elregning.
