De toekomst in connectiviteit

De toekomst in connectiviteit

door Ton Koonen, hoogleraar Optische Communicatie Systemen aan de Technische Universiteit Eindhoven. 

Ton Koonen en zijn team doen onderzoek naar nieuwe optische technieken voor breedbandcommunicatie vanaf lange afstandsverbindingen tot en met  de connecties naar de individuele gebruikers. We worden allemaal steeds afhankelijker van het internet en gebruiken dat bij voorkeur draadloos. Ook legio kleine apparaten in onze directe omgeving (het ‘Internet of Things’) vragen draadloze toegang. Nu wordt toegang tot het draadloze internet door publieke 4G- en lokale wifi-netwerken gerealiseerd. Maar 5G-netwerken komen eraan. Deze netwerken beloven hoge capaciteiten in piekbelasting, maar het radiospectrum raakt inmiddels wel uitgeput. Bovendien bedient elk van de antennestations vele gebruikers tegelijk, die dus het schaarse spectrum ook nog eens moeten delen. Een haperende toegang kan niet alleen trage downloads en online games thuis betekenen, maar ook haperende veiligheidssystemen zoals brandmelders, falende patiëntbewaking in zorginstellingen, storingen in fabrieken, botsende autonome auto’s, etc.

In het BROWSE-project heeft Ton Koonen met zijn team een revolutionaire methode gecreëerd die gebruik maakt van smalle infrarode lichtbundels. Elke gebruiker krijgt zijn persoonlijke bundel, en hoeft deze niet te delen. Een infrarood bundel is niet oog-gevaarlijk, en kan zelfs nog meer capaciteit bieden dan glasvezel. In de laboratoriumopstelling van Ton Koonen zijn capaciteiten tot 112 gigabit/sec gedemonstreerd per bundel, en kunnen 128 bundels tegelijk actief zijn. Met elke bundel kan dan per seconde een 4K UHD-film gedownload worden (ruim 600 keer sneller dan de huidige krachtigste wifi-router). Het systeem vindt automatisch de posities van de mobiele apparaten, en stuurt naar elk apparaat zo’n bundel. Het biedt extra privacy en is energie-efficiënt, want de bundels komen alleen daar waar ze bedoeld zijn. Een innovatief dispersief element stuurt iedere bundel met gebruikmaking van zijn eigen lichtgolflengte (‘kleur’) en al die golflengtes worden aangevoerd door één glasvezel. Ook in het retourpad is communicatie met infrarode lichtbundels gedemonstreerd.

Deze revolutionaire draadloze techniek ontsluit vele nieuwe, veeleisende toepassingen zoals 8K UHD-videostreaming, real-time virtual-reality training, telepresence vergaderen, etc. Het BROWSE-concept is veilig en energiezuinig, en kan een prima ultrasnelle draadloze toegang garanderen tot de informatiewereld waarvan wij in al onze levensfasen zo afhankelijk worden.

Broadband wireless:

  • WiFi
  • Bluetooth
  • mm-wave
  • Optical wireless