Учёные университета Оулу (Финляндия) опубликовали новое исследование, в котором привычный искусственный свет рассматривается как универсальная среда, способная не только освещать помещения, но и передавать данные, а также обеспечивать энергией компактные устройства. Данное направление исследуется в рамках проекта SUPERIOT под руководством Маркоса Катца, профессора Центра беспроводных коммуникаций Оулу.

В городах искусственный свет присутствует везде: в домах, офисах, больницах и промышленных помещениях. Ожидается, что к середине следующего десятилетия подавляющая часть внутреннего освещения будет обеспечиваться белыми светодиодами, которые легко управляются и поддерживают сверхбыструю модуляцию. Это открывает возможность совмещать освещение с передачей данных. Основная цель проекта — поиск способов превращения обычных ламп в источник высокоскоростного канала, использующего ту же энергию, которая тратится на освещение.

Команда Катца исследует видимую световую связь, при которой информация передаётся светом, а не радиоволнами. Светодиодная лампа в этом случае работает как передатчик, создающий едва заметные быстрые изменения яркости, которые интерпретируются устройством как поток нулей и единиц. Пользователь видит обычное устойчивое свечение, а ноутбук или смартфон превращают эти колебания в интернет-трафик. Обратная передача возможна через невидимые диапазоны, например через инфракрасный свет, чтобы исключить появление заметных вспышек с экрана.

Исследователи видят в такой передаче данных преимущество в ряде ситуаций, где радиосигналы создают помехи. В больницах, производственных помещениях или салонах самолётов световая связь может заменить Wi-Fi и работать параллельно с традиционными каналами. Преимущество заключается и в том, что поток данных не выходит за пределы помещения. Чтобы перехватить такой сигнал, нужно находиться непосредственно в зоне освещения, что повышает уровень конфиденциальности и снижает риск постороннего доступа.

Однако у данного подхода есть ограничения. Передатчик и приёмник должны «видеть» друг друга: если что-то перекрывает фотодатчик на смартфоне, соединение ухудшается или исчезает, а устройство автоматически возвращается к радиоканалу. Кроме того, подобные технологии сложно применять в местах без искусственного освещения.

Помимо связи, проект SUPERIOT исследует потенциал освещения как источника энергии. В концепции будущих городов всё больше устройств будут автономно собирать сведения о среде, не требуя обслуживания. Микроскопические солнечные элементы позволяют таким датчикам питаться от окружающего света без использования батареек. В лаборатории создаются также печатные электронные компоненты, при этом исследователи пытаются уменьшить использование редких материалов и перейти к производству устройств, которые можно «напечатать» как тонкую метку размером с банковскую карту.

Такие наклейки способны отслеживать влажность или температуру в помещениях, регулировать вентиляцию или обновлять данные на упаковке продуктов. Эти компактные IoT-метки могут использовать как радиоканалы, так и свет. При этом они смогут продолжать работу даже там, где радиосигнал нежелателен, и получать энергию от окружающего освещения.

📕 Тематические ссылки:
https://www.oulu.fi/en/news/future-led-light-both-illuminates-and-communicates https://superiot.eu/ https://www.securitylab.ru/news/566290.php