Las autoridades militares y civiles podrían beneficiarse de los sistemas de comunicación óptica seguros que utilizan la luz para transmitir mensajes entre vehículos en movimiento. Los investigadores de KAUST ahora han demostrado una rápida transferencia de datos utilizando luz ultravioleta-B (UV-B), lo que proporciona muchas ventajas sobre la luz visible.
Los sistemas de comunicaciones ópticas que utilizan láseres visibles y diodos emisores de luz (LED) sufren interferencias debido a los altos niveles de luz visible en la luz solar. Y lo que es más, el transmisor y el receptor deben estar alineados con mucha precisión, lo cual es muy difícil para los vehículos en movimiento.
"La alineación precisa del haz para la comunicación óptica punto a punto (o línea de visión) es un desafío:los movimientos leves de unos pocos milímetros pueden romper el enlace de comunicación, "dice el estudiante de doctorado Xiaobin Sun que trabajó en el proyecto con los profesores Boon Ooi y Slim Alouini, junto con otros compañeros de trabajo en KAUST y la Academia China de Ciencias en Beijing. "Este problema nos motiva a buscar un sistema de comunicación sin línea de visión".
Aquí es donde UV-B se vuelve útil. Los rayos UV-B del sol son absorbidos principalmente por el ozono en la atmósfera superior, para que no interfiera con las comunicaciones. También, Los rayos UV-B se dispersan en diferentes direcciones por aerosoles y moléculas comunes, lo que significa que la señal se extiende desde la fuente para cubrir un área amplia y no se requiere una alineación precisa del haz.
Sol, Ooi, Alouini y sus compañeros de trabajo están desarrollando fuentes UV-LED de alto rendimiento y detectores altamente sensibles que reciben señales UV de forma rápida y precisa. En su último trabajo, utilizaron un LED para enviar señales UV-B pulsadas a un sensor que comprende dos lentes antirreflectantes que recogen y enfocan la luz UV-B en un fotodetector. El equipo observó una fuerte transmisión de potencia incluso cuando el ángulo entre la fuente y el detector se incrementó hasta 12 grados. demostrando que no se requería una línea de visión directa. Es más, el sistema transmitía datos a una velocidad récord de 71 megabits por segundo (Mbps).
"Otros grupos han utilizado diferentes tipos de fuentes UV para transmitir señales NLOS relativamente lentas para las comunicaciones, ", dice Ooi." Somos los primeros en lograr una transmisión de varias decenas de Mbps utilizando LED UV-B ".
Ahora que han probado su concepto en un sistema de bajo consumo, el equipo planea aumentar la potencia óptica y la sensibilidad hasta lograr comunicaciones UV de larga distancia sin línea de visión con altas tasas de transmisión de datos.
"Estos esfuerzos de colaboración interdisciplinarios entre los grupos de teoría de la comunicación y la fotónica en KAUST están allanando el camino hacia la próxima frontera para los sistemas de comunicación inalámbricos ópticos, "dice Alouini.
