به گزارش «خبرنامه دانشجویان ایران»؛ فیبر نوری و امواج رادیویی را فراموش کنید. آینده اینترنت فوقسریع ممکن است در درخشش صفحهنمایشهای ارگانیک تلویزیونها پنهان شده باشد. پژوهشگران در انگلستان و اسکاتلند موفق شدهاند با استفاده از دیودهای نورگسیل ارگانیک (OLED) اصلاحشده که همان فناوری است که صفحهنمایشهای تلفنهای هوشمند و تلویزیونها را نورانی میکند، به سرعت خیرهکننده ۴ گیگابیت بر ثانیه در انتقال داده دست پیدا کنند.
به نقل از اساف، البته دیودهای نورگسیل ارگانیک که در این آزمایش به کار رفتند، دستگاههایی ویژه و آزمایشگاهی بودند، نه پنلهای تجاری، اما مواد اولیه و اصول طراحی آنها کاملا مشابه با نمونههای موجود در بازار است. سرعت بهدستآمده آنها آنقدر زیاد بود که میشود یک فیلم سینمایی کامل را تنها در حدود دو ثانیه دانلود کرد.
دانشمندان دانشگاه سنتاندروز اسکاتلند و دانشگاه کمبریج انگلستان موفق شدند دادهها را با سرعت نزدیک به ۳ گیگابیت بر ثانیه از فاصله ۱۰ متری (۳۳ فوت) منتقل کنند و در فواصل کوتاهتر حتی به سرعتهای بالاتری دست یافتند. این پژوهش که در مجله Advanced Photonics منتشر شده، میتواند باعث پیشرفتی چشمگیر در فناوری ارتباطات نوری (VLC) شود؛ روشی که به جای امواج رادیویی، از نور برای انتقال داده استفاده میکند.
فناوری دیود نورگسیل ارگانیک (اولد) دادههای اینترنت را چگونه منتقل میکند؟
اولدها با انتشار نور هنگام عبور جریان برق، صفحهنمایشهای درخشان تلفنهای همراه پیشرفته و تلویزیونها را شکل میدهند. دانشمندان متوجه شدند که با خاموش و روشن کردن سریع این چراغهای ریز که سریعتر از آن چیزی است که چشم انسان میتواند تشخیص دهد، میتوان اطلاعات دیجیتال را در قالب پرتوهای نور رمزگذاری کرد.
پیشتر تلاشها برای ارتباط از طریق اولد تنها به سرعت حدود ۲.۸۵ گیگابیت بر ثانیه در فواصل بسیار کوتاه (حدود ۲۵ سانتیمتر یا ۱۰ اینچ) محدود شده بود. اما پژوهش جدید نه تنها این رکورد را شکست، بلکه آن را در فاصلهای ۴۰ برابر طولانیتر نیز حفظ کرد.
چرا استفاده از مواد پایدار باعث این جهش شد؟
پیشرفت کلیدی این پژوهش به استفاده از مادهای به نام دینافتایلپرایلین (DNP) بازمیگردد؛ یکی از پایدارترین مواد ارگانیک موجود برای ساخت اولدها. در حالی اولدهای معمولی در برابر فشارهای الکتریکی بالا سریعا خراب میشوند، دستگاههای مبتنی بر دینافتایلپرایلین میتوانند بیش از یک میلیون ساعت، در سطح روشنایی استاندارد، دوام بیاورند.
این پایداری باعث میشود این دستگاهها بتوانند با جریانهای الکتریکی بالاتر کار کنند بدون اینکه آسیب ببینند که همین مساله مستقیما به سرعتهای بالاتر انتقال داده منجر میشود. دانشمندان انواع مختلفی از پیکربندی اولد را آزمایش کردند؛ ضخامت لایهها و اندازه دستگاهها را تغییر دادند. اولدهای بزرگتر نور بیشتری تولید کردند و این باعث تقویت سیگنال در فواصل طولانیتر شد.
نتایج آزمایشها امیدبخش کاربردهای عملی است
محققان آزمایشهای خود را شبیهسازی نسخه کوچکی از سیستم اینترنت خانگی انجام دادند؛ فرستندههای اولد را در یک طرف اتاق قرار دادند و گیرندههای نوری حساس را در طرف دیگر گذاشتند تا سیگنالهای نوری را دریافت کنند.
در فاصله دو متری تقریبا همان فاصله میان مودم و لپتاپ، این سیستم به سرعت چهار گیگابیت بر ثانیه رسید. در فاصله ۱۰ متری سرعت نزدیک به سه گیگابیت بر ثانیه باقی ماند. این سرعتها بسیار بیشتر از میانگین اینترنت خانگی در آمریکا هستند که بین ۵۰ تا ۲۰۰ مگابیت بر ثانیه است؛ یعنی این سیستم اولد حدود ۲۰ تا ۸۰ برابر سریعتر از اتصالهای خانگی معمولی عمل میکند.
مزایای امنیتی و کاربردهای آینده
برخلاف امواج رادیویی، نور مرئی نمیتواند از دیوار عبور کند و به همین دلیل شبکههای ارتباطات نوری ذاتا امنتر هستند، چون هکرها برای دسترسی به سیگنال باید حضور فیزیکی در محل داشته باشند. همچنین، ارتباطات نوری با شبکههای سلولی، وایفای یا بلوتوث تداخل ایجاد نمیکند.
کاربردهای این فناوری میتواند شامل ارتباط مستقیم بین صفحهنمایشها تا ادغام عملکردهای فناوری ارتباطات نوری در اشیاء روزمره باشد. دستگاههای خانه هوشمند میتوانند با تغییر نور چراغهای نشانگر خود ارتباط برقرار کنند یا بیلبوردهای الکترونیکی میتوانند همزمان تبلیغات را نمایش داده و دادههای اینترنتی را به دستگاههای نزدیک منتقل کنند.
البته چالشهایی برای گسترش این فناوری وجود دارد. این سیستم به دید مستقیم بین فرستنده و گیرنده نیاز دارد و این امر استفادههای متحرک را محدود میکند. نور محیط میتواند در شناسایی سیگنال اختلال ایجاد کند و ممکن است استفاده در فضای باز را دشوار کند. همچنین هزینه ساخت اولدهای مخصوص ارتباط نوری با سرعت بالا فعلا از سختافزارهای ارتباطی سنتی بیشتر است.
با پیشرفت سازندگان صفحهنمایش در تولید مواد ارگانیک بادوامتر برای صفحه نمایشهای تجاری، این پیشرفتها به ارتباطات اینترنتی مبتنی بر نور با سرعت بالاتر و پایداری بیشتر کمک خواهد کرد. کاربردهای اولیه آن میتواند در مراکز داده برای ارتباطات امن بین سرورها یا بیمارستانها برای اتصال تجهیزات پزشکی حساس بدون تداخل امواج رادیویی باشد.
