Forsker undersøger, hvordan lys kan løse trådløs pladsmangel

Udbredelsen af ​​trådløse enheder kan gøre hverdagen lettere, men deres signaler overfylder et allerede begrænset antal tilgængelige radiofrekvenser, der muliggør trådløs kommunikation. En forsker fra University of Georgia søger at få mest muligt ud af spektret ved at bruge fotonik, videnskaben om at skabe, detektering og manøvreringslys.

Mable Fok, en assisterende professor i ingeniørvidenskab, som også leder universitetets Lightwave and Microwave Photonics Research Laboratory, modtaget en National Science Foundation CAREER Award for at studere, hvordan fotonik kan bruges til at identificere og udnytte ubrugte huller i radiofrekvensspektret.

Spektret bruges til at holde alt fra trådløse personlige enheder som mobiltelefoner og computere til medicinske systemteknologier og nationale sikkerhedsforsvarsmekanismer kørende. Men med det stadigt stigende antal teknologier, der er afhængige af frekvenserne, plads på spektret er trang.

"Grundlæggende dette spektrum er alt, hvad vi har, " sagde Fok. "Vi kan ikke skabe mere plads. Men vi kan godt bruge det, vi har.«

Alle de applikationer, der er afhængige af spektret, er ikke i brug døgnet rundt, give kortvarige muligheder for andre til at bruge deres plads på spektret. Men der er i øjeblikket ingen måde at identificere, hvilke frekvenser der ikke bliver brugt, det er her Foks forskning kommer ind.

Fok vil bruge fotonikteknologier til hurtigt at scanne spektret og finde frekvenser, der ikke er i brug. Når først identificeret, disse huller kan bruges til at opfylde radiofrekvensbehov for forskellige enheder. Foks skema tillader ikke kun enheden at tale og lytte på samme tid ved hjælp af samme frekvens, men det gør det også muligt for enheden at være "smart" nok til at løbe væk fra interferens og jamming.

Inspireret af glasset knivfisk, en lille elektrisk ferskvandsfamilie af fisk, som folk nogle gange holder som kæledyr i akvarier, Foks forskning vil skabe en enhed til at undslippe jamming-frekvensen på samme måde som fisken gør. Fiskene bruger det, der er kendt som en jamming-undgåelsesreaktion, eller JAR, for at forhindre deres elektromagnetiske signaler i at forstyrre signaler fra andre knivfisk omkring dem.

"Hvad nu hvis vi kan låne den samme algoritme og anvende den på vores radiofrekvenssystem?" sagde Fok. "Hvis nogen forsøger at blokere vores signal, vi vil være i stand til bare at flytte et andet sted, som ingen bruger."

Fok vil også bruge NSF-bevillingen til at hjælpe med at udvikle en pædagogisk app, der hjælper folk med at lære mere om fotonikområdet. De fleste kender til fiberoptiske juletræer og højhastighedsinternet, hun sagde, men det er typisk her, offentlighedens forståelse af den nye teknologi ender. Men fotonik tilbyder en mindre, mere effektivt og billigere alternativ til traditionel elektronik. For eksempel, elektriske kabler kan rumme, sige, 10 personer, der ønsker at overføre information, mens optisk fiber kan servicere væsentligt mere på mindre plads.