In un laboratorio britannico è stato messo alla prova un sistema wireless così rapido da far sembrare il tuo attuale router wifi un reperto preistorico.
Grazie a fasci di luce laser ad altissima velocità, alcuni ingegneri hanno raggiunto una velocità record di oltre 360 gigabit al secondo su una distanza di due metri. Si tratta di circa 4.000 volte la capacità di molti router domestici odierni, aprendo la strada a un modo completamente diverso di comunicare senza fili all'interno degli edifici.
Dal segnale radio al fascio di luce
Questa nuova tecnologia non si affida alle onde radio come il wifi o il 5G, bensì alla luce. Nello specifico, il sistema sfrutta una matrice di laser VCSEL — piccoli laser a semiconduttore verticale già presenti nei data center e in alcuni sensori degli smartphone.
I ricercatori hanno disposto una griglia di 5 per 5 di questi laser affiancati. Ciascun laser individuale trasmette dati a una velocità compresa tra circa 13 e 19 gigabit al secondo. Nel complesso, durante il test, il flusso totale di dati ha raggiunto 362,7 gigabit al secondo su una distanza di due metri.
Ciò equivale a scaricare circa 20 film in HD in circa un secondo, a patto che il resto della catena di trasmissione sia altrettanto veloce.
Con questi valori, il sistema si colloca tra le connessioni ottiche wireless più rapide mai dimostrate in laboratorio fino a oggi.
Come raggiungono velocità simili?
Il trucco fondamentale sta nel modo in cui viene modulato il segnale. I laser utilizzano il multiplexing in frequenza: la larghezza di banda totale viene suddivisa in più canali stretti che trasportano dati contemporaneamente. È come un'autostrada a corsia larga divisa in decine di corsie, ognuna con il proprio flusso di traffico indipendente.
Distribuendo queste "corsie" in modo intelligente e sfruttandole al massimo, gli ingegneri riescono a far passare enormi quantità di dati attraverso lo stesso fascio luminoso. Il tutto senza trascurare l'efficienza energetica.
L'energia misurata per bit si è attestata intorno a 1,4 nanojoule. È un valore considerevolmente inferiore rispetto a molte soluzioni wifi attuali, che consumano più corrente a parità di volume di dati. Per i data center, le fabbriche e le applicazioni AR/VR si tratta di un vantaggio enorme, poiché in questi contesti il consumo energetico incide in modo significativo sui costi.
Non un sostituto del wifi, ma un potente alleato
Nonostante le velocità straordinarie, il sistema non è concepito come un diretto sostituto del wifi. I ricercatori vedono la loro tecnologia come un complemento alle reti wireless esistenti, non come una loro alternativa.
- Wifi, 4G e 5G: ideali per dispositivi mobili e comunicazioni attraverso i muri
- Bluetooth: adatto a brevi distanze e piccole quantità di dati
- Sistemi basati sulla luce (Li‑Fi, VLC): velocità estreme dove è possibile la linea di vista diretta
Convogliando parte del traffico dati attraverso la luce, la pressione sui sistemi radio esistenti può diminuire notevolmente. Il risultato è una maggiore capacità e prestazioni migliori, soprattutto in ambienti affollati come uffici, campus universitari e sedi di eventi.
Cos'è il Li‑Fi e cosa fa il VLC?
Questa tecnologia è strettamente legata al Li‑Fi e al VLC, due termini che sentirete probabilmente sempre più spesso nei prossimi anni.
Li‑Fi: internet attraverso le lampade
Li‑Fi sta per "light fidelity" e utilizza sorgenti luminose visibili o vicine all'infrarosso per trasmettere dati. Una lampadina LED, ad esempio, può vibrare in modo invisibile all'occhio umano, con quel pattern che contiene informazioni. Un ricevitore — come un sensore speciale integrato in un laptop — traduce poi quel pattern di vibrazioni in dati.
Il vantaggio principale è che la luce dispone di uno spettro straordinariamente ampio. Lo spettro luminoso utilizzabile è stimato circa 10.000 volte più grande dell'intero spettro radio che oggi usiamo per wifi, 4G e 5G messi insieme. Questo significa uno spazio enorme per ulteriori flussi di dati, senza che le frequenze continuino a interferire tra loro.
VLC: comunicazione tramite luce visibile
Il VLC (Visible Light Communication) è il termine più ampio per indicare la comunicazione tramite luce visibile. Vi rientra il Li‑Fi, ma anche applicazioni più semplici come informazioni nei segnali luminosi dei semafori, illuminazione commerciale che dialoga con sensori o navigazione interna in grandi edifici.
Il nuovo sistema laser britannico appartiene alla stessa famiglia, ma si colloca all'estremo superiore della scala delle velocità. Mentre il Li‑Fi classico mira spesso a velocità paragonabili o di poco superiori al wifi, questo tipo di sistemi laser raggiunge già centinaia di gigabit al secondo.
Più sicuro perché la luce non attraversa i muri
Una caratteristica notevole della comunicazione basata sulla luce è il suo confine fisico naturale. La luce non attraversa un muro in cemento, quindi il segnale rimane confinato all'interno di un'unica stanza. Dal punto di vista della sicurezza, questo rappresenta un vantaggio concreto e immediato.
Chi si trova al di fuori dell'area illuminata non riceve semplicemente alcun segnale, rendendo quindi molto più difficile qualsiasi tentativo di intercettazione.
Questo rende il Li‑Fi e i sistemi simili particolarmente interessanti per i luoghi in cui circolano dati riservati: ospedali, centri di ricerca, edifici militari o sale riunioni dirigenziali. Anche le interferenze causate dalle reti dei vicini si riducono, poiché il segnale non si propaga oltre la stanza in cui brilla la luce.
A cosa potrà servire concretamente in futuro?
La dimostrazione attuale è avvenuta su due metri in un ambiente di laboratorio controllato. In un salotto o in un ufficio ci sono ulteriori variabili da considerare: persone in movimento, mobili, luce solare e diversi tipi di lampade. Eppure si delineano già alcuni scenari d'uso chiari e promettenti.
| Applicazione | Vantaggio dei sistemi a luce |
|---|---|
| Visori AR/VR | Connessione ultra-rapida per immagini nitide senza cavi |
| Robot industriali | Connessione affidabile e priva di interferenze sul pavimento di fabbrica |
| Data center | Connessioni brevi ed energeticamente efficienti tra i rack |
| Treni e aerei | Connessione super-veloce locale per ogni scompartimento o cabina |
| Scuole e laboratori | Accesso alla rete controllato e sicuro per ogni aula |
In ambienti simili è possibile determinare con precisione dove la luce arriva e dove no. Questo semplifica notevolmente il mantenimento di una connessione stabile e protetta.
Le sfide: linea di vista, fonti di disturbo e hardware
La storia presenta però anche dei lati critici. Le connessioni luminose richiedono in molti casi una linea di vista diretta o quasi diretta. Se qualcuno passa davanti al sensore con la schiena, la qualità del segnale cala rapidamente. I progettisti devono quindi lavorare con riflessioni intelligenti, più sorgenti luminose distribuite nella stanza o sensori orientabili.
Anche le fonti di disturbo giocano un ruolo importante. La luce solare intensa, i neon accecanti o le luci decorative possono influenzare il segnale. Sono necessari filtri avanzati e algoritmi sofisticati per estrarre i dati utili da tutto quel rumore luminoso.
A ciò si aggiungono sfide molto concrete: laptop, smartphone e tablet dovranno essere dotati di ricevitori compatibili. Ciò richiede nuovi chip, nuovi standard e accordi tra i produttori. Senza un ricevitore integrato, un sistema del genere rimarrà confinato a dispositivi di nicchia.
Quanto siamo lontani dal vederlo in casa?
La velocità di 362,7 gigabit al secondo è un record di laboratorio, non uno standard consumer. Per una famiglia media il livello sarà inferiore, ma comunque enormemente superiore a quello attuale — nell'ordine di decine o centinaia di gigabit al secondo all'interno di una singola stanza, una volta che la tecnologia sarà tradotta in prodotti accessibili.
Prima di arrivare a quel punto, si susseguiranno nuove configurazioni sperimentali: distanze maggiori, più laser in una singola matrice, test in uffici realistici e infine progetti pilota presso aziende. In parallelo, organismi di standardizzazione e produttori di chip lavoreranno ad accordi e hardware condivisi.
Cosa cambierà per gli utenti finali
Per chi usa la tecnologia ogni giorno, alla fine non conteranno i gigabit in sé, ma l'esperienza vissuta. Pagine che si aprono all'istante, giochi senza alcun ritardo percettibile, videochiamate in qualità 8K e più persone che trasmettono in streaming contemporaneamente senza intoppi.
Uno scenario pratico: una lampada da soffitto nel salotto che, oltre alla luce, trasmette anche dati. La tv, la console di gioco e il laptop comunicano via luce con un ricevitore nella stanza, mentre lo smartphone continua a usare wifi o 5G per la mobilità. Il router distribuisce intelligentemente il traffico tra radio e luce, a seconda delle esigenze di ciascun dispositivo.
Per le aziende il guadagno principale sta nella capacità e nell'efficienza energetica. Meno fasci di cavi ingombranti, postazioni di lavoro più flessibili e reti più facili da scalare senza dover appendere nuovi access point ovunque. Soprattutto in uffici, ospedali e fabbriche, uno strato luminoso sovrapposto alla rete esistente può generare un significativo aumento delle prestazioni.
Chi sta già pianificando la futura infrastruttura di rete farebbe bene a tenere conto dei sistemi basati sulla luce. Un tubo aggiuntivo per il cablaggio verso i punti luce a soffitto o una disposizione intelligente delle zone di illuminazione potrebbe fare in futuro la differenza tra una buona idea e una connessione luminosa realmente operativa a centinaia di gigabit al secondo.
