O desenvolvimento de uma nova tecnologia de comunicação por luz visível (VLC) por cientistas representa um avanço significativo na área de comunicações sem fio. Esta tecnologia permite a transmissão de dados usando luminárias convencionais presentes em ambientes residenciais e de escritório, potencialmente superando o Wi-Fi em termos de aplicabilidade.
Superando Limites do Wi-Fi
Diferentemente da tecnologia wireless-fidelity (Wi-Fi), que transmite dados por meio de ondas eletromagnéticas de rádio, o light-fidelity (Li-Fi) utiliza fontes de luz e pode, teoricamente, alcançar velocidades mais de 100 vezes maiores. Enquanto o Li-Fi é um sistema totalmente conectado em rede e pode incorporar luz infravermelha ou ultravioleta, o VLC é unidirecional e se limita ao espectro de luz visível. Segundo o Instituto de Física, alguns cientistas afirmam que o Li-Fi é uma incorporação do Wi-Fi e do VLC.
A utilização do VLC não é amplamente difundida devido a limitações como a necessidade de a fonte de luz estar sempre ligada, a exigência de uma linha de visão direta com um receptor e a impossibilidade de uso ao ar livre. Além disso, empregar um sistema VLC com luz branca genérica reduz a estabilidade e precisão na transmissão de dados devido à interferência.
Pesquisadores, no entanto, desenvolveram um sistema VLC tricolor — usando luzes vermelha, azul e verde — emitidas por um arranjo de diodos orgânicos emissores de luz (OLED), conseguindo reduzir a interferência nesse processo. Eles também configuraram um arranjo de fotodiodos orgânicos (OPD) como receptor. Os detalhes deste trabalho foram publicados em 19 de outubro de 2023 no periódico Advanced Materials.
Dae Sung Chung, professor de engenharia química na Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang, na Coreia do Sul, declarou: “Nossa fonte de luz, que mescla três comprimentos de onda, contorna a interferência, aumentando assim a estabilidade e precisão na transmissão de dados”. Ele prevê que esta tecnologia pode ser uma ferramenta potencialmente benéfica para diversas indústrias, atuando como uma solução de comunicação sem fio de próxima geração que utiliza sistemas de iluminação convencionais.
OLED e OPD: Avanço na Comunicação Sem Fio
Os OLEDs utilizam uma camada orgânica para gerar luz e são comumente usados em telas de muitos TVs modernas, smartphones e laptops. Comparados aos LEDs, os OLEDs são mais ecológicos, têm um custo-benefício melhor e um design mais leve. Além disso, os OLEDs são mais adequados para serem incorporados em receptores, pois oferecem maior sensibilidade em comprimentos de onda específicos.
Os OPDs funcionam de maneira inversa aos OLEDs, usando o elemento semicondutor orgânico para absorver luz e convertê-la em corrente elétrica, similar às células fotovoltaicas em painéis solares.
No estudo, os pesquisadores configuraram OPDs para utilizar um interferômetro de Fabry-Pérot, composto por dois espelhos curvos voltados um para o outro. Quando alinhados de maneira adequada, os OPDs detectaram comprimentos de onda específicos de luz transmitidos pelo arranjo de OLED.
Ao enviar dados do transmissor para o receptor, os pesquisadores demonstraram que até luminárias internas podem ser equipadas com a fonte de luz para transferir dados em um sistema Li-Fi. Além disso, a fonte de luz composta apresentou uma taxa de erro de bit menor em comparação com a iluminação convencional, pois suprimiu a interferência.
Os cientistas testaram essa tecnologia em condições de laboratório específicas, projetadas para minimizar a interferência e garantir a precisão dos dados. Entretanto, eles planejam testá-la em condições reais para entender melhor como o sistema funciona na prática. Neste cenário, haverá interferência do ambiente local, como outras fontes de luz e poeira. Eles também querem testar se o sistema Li-Fi funciona com um receptor em movimento, ao invés de um estacionário.
Para o futuro, um canal de infravermelho próximo (NIR) também poderia reduzir ainda mais os problemas de interferência, permitindo que os transmissores VLC ampliem seu alcance operacional. Há também o interesse em testar se podem resolver barreiras físicas, como paredes em uma casa, usando comunicações por linha de energia.
