Nova categoria de VLC pode ajudar a impulsionar IoT

Uma equipe internacional de pesquisa desenvolveu um sistema de comunicação por luz visível capaz de atingir 2,2 Mb/s usando um novo tipo de OLED. O projeto é um esforço de cooperação entre instituições acadêmicas e de pesquisa do Reino Unido, Polônia e Itália.  Segundo o grupo, esse tipo de comunicação (Visible Light Communication – VLC) tem potencial para ser um game-changer para a conectividade da Internet das Coisas (IoT).

Sistemas VLC se baseiam na modulação da intensidade óptica e podem ser considerados uma alternativa às redes sem fio baseadas em radiofrequência. Utilizam luz modulada como portadora de dados. No entanto, são prejudicados por cenários em que há baixo nível de penetração da luz visível em meios não transparentes. A solução encontrada pela equipe de pesquisa foi estender a operação do sistema de comunicação para a região “quase (in)visível” do infravermelho próximo (NIR, 700-1000 nm) usando um novo tipo de OLED.

Links VLC com OLEDs convencionais não oferecem taxas de transferência de dados muito atraentes para uso geral. Segundo explica os pesquisadores em um artigo na revista Nature, podem alcançar velocidades superiores a 10 Mb/s usando algoritmos de equalização e multiplexação por divisão de comprimento de onda.

Em comparação, redes VLC utilizando alguns tipos específicos de LED podem atingir 35 Gb/s, proporcionam alta potência e ampla largura de banda. Essas propriedades tornam os LEDs interessantes para integração em luminárias de dupla finalidade, que podem oferecer simultaneamente iluminação e transmissão de dados. O ponto negativo dos LEDs é serem compostos de metais e difíceis de reciclar, causando prejuízos ambientais quando usados em larga escala – o que deve será o caso das aplicações IoT no futuro.

Ideal para IoT e outras aplicações

Já os OLEDs criados pela Universidade de Newcastle garantem 2,2 Mb/s, o que é suficiente para muitos tipos de aplicações, de acordo com o grupo de pesquisa. Em particular, os links VLC baseados no novo tipo de OLED têm muitas propriedades que os tornam interessantes para aplicações IoT. Além de velocidade e largura de banda satisfatórias, podem proporcionar segurança adequada, contando com paredes, pisos e telhados como obstáculos para os comprimentos de onda em que esse tipo de OLED trabalha. Dessa forma, o transporte de dados se torna mais protegido contra bisbilhoteiros. Outro atrativo para fornecedores de sistemas IoT é poder incorporar esses OLEDs em luminárias ou mesmo tecnologias de exibição com pixels individuais habilitados para comunicação.

Os dispositivos emissores de NIR são usados ​​em vários campos, como segurança, biodetecção, terapias fotodinâmicas/fototérmicas e outros que exploram a semitransparência dos tecidos biológicos. No caso de biossensores implantáveis ​​ou vestíveis, podem ser aplicados ​​para monitorar sinais vitais humanos e se comunicar com outros dispositivos via redes sem fio.

Além disso, trata-se de uma solução sustentável, pois os OLEDs são feitos de materiais orgânicos, livres de metais.

Não é na velocidade da luz, mas está crescendo rápido

O mercado de comunicação por luz visível (VLC) foi avaliado em US$ 24,01 bilhões em 2020 e deve crescer a uma taxa composta anual de 101% entre 2021 e 2026, atingindo US$ 1,5 trilhão ao final do período em 2026, segundo estudo da Morder Intelligence.

Ainda em fase emergente, com protótipos sendo desenvolvidos, esse segmento está sendo impulsionado pela presença crescente dos LEDs/OLEDs em praticamente todos os sistemas de sinalização e iluminação. A penetração global dos LEDs no mercado de iluminação foi estimada em 61% em 2020.

Outro importante impulsionador dos sistemas VLC vem do esperado déficit de espectro de frequências de rádio para novas aplicações sem fio. Nesse contexto, as redes de comunicação por luz visível se tornam uma importante aliada.

A pesquisa sobre esse segmento de mercado foi dividida por tipos de componentes e transmissão usados pela VLC, aplicações e regiões geográficas. Abaixo, segue o mapa de crescimento por áreas no globo.