Nooit meer trage wifi dankzij Eindhovense vinding

Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven hebben een draadloos netwerk ontwikkeld waarbij de downloads worden afgehandeld via lichtstralen. Ze kozen daarvoor veilige varianten van infrarood licht die niet het kwetsbare netvlies in je oog kunnen bereiken, bij frequenties van zo'n 200 terahertz. Dat is meer dan 1000 maal zo hoog als de gangbare wifi-signalen in het radiospectrum.

42,8 gigabit per seconde

Dat maakt veel hogere doorvoercapaciteiten mogelijk. Joanne Oh, die 'cum laude' promoveerde op één van de onderdelen van het systeem, behaalde een topsnelheid van 42,8 Gbit/s over 2,5 meter afstand. Die hoge snelheid hoef je bovendien niet te delen met andere apparaten in huis. Extra apparaten krijgen andere lichtgolflengtes toegewezen.Ter vergelijking: de gemiddelde verbindingssnelheid in Nederland is tweeduizend keer minder: 17,6 Mbit/s, bleek uit het jongste State of the Internet-rapport van Akamai. Wie een absoluut top-wifisysteem heeft, haalt nog altijd niet meer dan 300 Mbit/s in totaal, stelt de universiteit in een persbericht. Het Eindhovense systeem gebruikt tot nu toe de lichtsignalen nog alleen voor het downloaden. Voor uploaden worden nog de radiosignalen gebruikt, omdat er voor uploaden doorgaans veel minder capaciteit nodig is.

Keten van lichtantennes

Licht heeft natuurlijk - als gevolg van de hogere frequentie - het nadeel, dat het afketst op ondoorzichtige objecten. Je kunt dus ook makkelijk zelf je verbinding storen. Dat probleem wordt opgelost door gebruik te maken van enkele centrale ‘lichtantennes’, bijvoorbeeld aan het plafond. Als je smartphone of tablet buiten beeld van een lichtantenne raakt, dan neemt een andere lichtantenne het over. Het netwerk houdt de exacte plaats van alle draadloze apparaten bij met behulp van het radiosignaal dat ze terug sturen.

En zoals wel vaker met nadelen heeft ook dit nadeel een voordeel: je hebt bij toepassing van dit systeem absoluut geen last van de buren, en zij niet van jou, omdat het signaal niet buiten de muren van je kantoor of woning komt. Wifi afluisteren wordt ook een zaak van het verleden met dit systeem.

Antenneontwerp steekt concurrentie de loef af

Het ontwerp van die lichtantennes is één van de onderscheidende kenmerken van het Eindhovense systeem. Deze antennes kunnen lichtstralen heel nauwkeurig richten zonder bewegende delen. In de antennes zitten namelijk roosters die lichtstralen van verschillende golflengtes onder verschillende hoeken uitstralen (‘passive diffraction gratings’). Door de lichtfrequentie te veranderen, verandert dus de richting van de lichtstraal.

Dat heeft voordelen boven onderzoeksrichtingen die aan andere universiteiten worden gevolgd, stelt de universiteit Eindhoven. Zo wordt onder meer onderzocht of het mogelijk is om data te verzenden via de LED-kamerverlichting. Het nadeel daarvan is echter dat de bandbreedte niet hoog is, en weer gedeeld moet worden door de aangesloten apparaten. Onderzoeken naar netwerkconcepten met infrarood lichtstralen kijken naar de mogelijkheid om deze te richten met beweegbare spiegels. Het nadeel daarvan is echter dat dit actieve controle van de spiegels en stroom vergt, en dat elke spiegel maar één lichtsignaal tegelijk kan behandelen, alduks de Eindhovense onderzoekers.

De antennes die gebruik maken van passive diffraction gratings zijn onderhoudsvrij, en ze hebben ook geen stroomaansluiting nodig. Dat maakt ze relatief goedkoop.

Nog 5 jaar werk

Joanne Oh is afgelopen week gepromoveerd op datatransmissie via infrarood. Daarmee is het ontwikkelwerk niet afgerond.Andere promovendi werken nog aan de techniek om nauwkeurig bij te houden waar alle draadloze apparaten zijn, en aan het benodigde centrale glasvezelnetwerk achter de lichtantennes. De universiteit verwacht dat het nog zeker 5 jaar duurt voordat de nieuwe technologie in de winkels ligt.