AirDrop có thể tận dụng laser để truyền các tập tin lớn nhanh chóng giữa các iPhone trong tương lai

Apple đang nghiên cứu một hệ thống giao tiếp quang học không dây cho các thiết bị di động, trong đó sử dụng tính năng tự động nhắm mục tiêu để bắn một tia laser đi thẳng đến một cảm biến nhằm đảm bảo thu được kết quả truyền tải cao nhất.

Người dùng thiết bị di động hiện nay có thể sử dụng một loạt các hình thức truyền tải tập tin và danh bạ giữa các thiết bị, mà chủ yếu là dựa vào công nghệ sóng radio như Wi-Fi và Bluetooth. Các hệ thống quang học nhìn chung có ưu thế về tốc độ truyền tải, nhưng chúng lại không được trang bị cho các sản phẩm mới nhất như iPhone 11.

Nếu như những công nghệ cũ hơn, như các hệ thống truyền tải dựa trên hồng ngoại trước đây, có tiềm năng khá hứa hẹn trước khi Wi-Fi và Bluetooth được sử dụng rộng rãi, vẫn có nhiều vấn đề khiến việc ứng dụng các hệ thống quang học trở nên khó khăn. Yêu cầu phải giữ các thiết bị ở gần nhau, và các bộ phát sóng và cảm biến của chúng phải thẳng hàng, đôi lúc gây ra những bất tiện khi muốn thiết lập một kết nối ổn định giữa các phần cứng.

Ngoài ra, một vấn đề khác là tín hiệu quang học có khả năng bị dò ra bởi các bên thứ ba nếu họ quan sát những luồng ánh sáng phát ra mà chưa qua bộ lọc, vốn di chuyển theo nhiều hướng không giới hạn.

Trong một bằng sáng chế tiêu đề “ Systems and methods for adjusting movable lenses in directional free-space optical communication systems for portable electronic devices“, Apple đã nêu ra một hệ thống quang học trong đó kết hợp một diode laser và một diode ánh sáng (photodiode).

Bằng cách sử dụng laser, Apple có thể cải thiện tính bảo mật bằng cách giới hạn đáng kể các hướng phát ra của bộ phận phát ánh sáng, chỉ còn một trường rất hẹp, qua đó giữ cho kết nối giữa các thiết bị nằm trong một phạm vi cụ thể.

Để giải quyết vấn đề phải đặt các thiết bị thẳng hàng với nhau, Apple đề xuất sử dụng một thấu kính di chuyển được đặt phía trước tia laser (hình dưới) - thấu kính này được sử dụng để thay đổi quỹ đạo của tia laser sao cho nó ăn khớp hoàn hảo với cảm biến tiếp nhận. Giải pháp này mang lại lợi ích là có thể tối đa hóa lượng ánh sáng đi đến cảm biến, đồng thời giảm được nguy cơ thất thoát dữ liệu.

Đối với người dùng, giải pháp này sẽ giúp họ không phải trải quy một quy trình phiền hà nhằm đảm bảo hai thiết bị phải ngang hàng. Dù cách bố trí thấu kính như vậy chỉ cho phép ánh sáng di chuyển trong một khoảng nhất định, và do đó ban đầu nó phải được đặt theo đúng phương, ít nhất thì người dùng cũng chẳng phải động tay động chân vào việc canh chỉnh vị trí thiết bị.

Để hỗ trợ cho hệ thống thấu kính trong việc canh chỉnh tia laser hoàn hảo nhất, hệ thống đòi hỏi cảm biến tiếp nhận phải được cấu tạo từ nhiều thành phần nhạy sáng, mỗi thành phần có thể được chia ra thành nhiều phần nhỏ. Và điều đáng nói là, dù mục tiêu của hệ thống là đưa tia laser đến ngay trung tâm của vùng cảm biến, vẫn có một khả năng rất hiếm hoi tia laser sẽ đụng vào phần đường viền giữa các thành phần nói trên. (hình dưới)

Sau khi xác định được vị trí mà tia laser sẽ đụng vào vùng cảm biến, thiết bị nhận có thể gửi thông tin về việc sai lệch vị trí lại cho thiết bị truyền để thấu kính được dịch chuyển nhằm khắc phục tình hình. Một khi tia laser đã đi đúng vị trí hoàn hảo, một thông tin khác sẽ được gửi đi, thông báo rằng quá trình dịch chuyển thấu kính để khắc phục có thể được ngừng lại.

Bằng sáng chế ghi danh các nhà phát minh là Omid Momtahan và Tong Chen. Cả hai đều cùng xuất hiện trong một bằng sáng chế liên quan với tiêu đề “ Device awareness in line-of-sight optical communication systems” vào tháng 12/2019. Bằng sáng chế này đề cập đến việc sử dụng một “giao thức bắt tay khám phá” để tìm và xác định các thiết bị khác thông qua ánh sáng một cách bảo mật, trước khi chuyển sang một hệ thống giao tiếp băng thông rộng, nhằm giảm thiểu thời gian khám phá thiết bị hiện nay chỉ còn từ 5 – 10 giây mà thôi.

Mỗi tuần, Apple nộp rất nhiều bằng sáng chế, nhưng dù một bằng sáng chế có thể cho chúng ta thấy những lĩnh vực mà hãng này có hứng thú nghiên cứu và phát triển, không có gì đảm bảo nó sẽ được mang lên các sản phẩm hay dịch vụ trong tương lai.

Hệ thống mạng dựa trên ánh sáng là ý tưởng đã xuất hiện được một thời gian, với hứa hẹn mang lại kết nối tốc độ cao gấp nhiều lần mạng Wi-Fi hiện nay. Thậm chí người ta đã từng tiến hành nhiều thử nghiệm sử dụng ánh sáng kết hợp với Wi-Fi thông thường – gọi là các hệ thống Li-Fi – nhằm phát sóng dữ liệu đến các thiết bị thông qua các bóng đèn LED thắp sáng trong phòng.

Cũng có một số dấu hiệu cho thấy Apple đang tìm hiểu khả năng ứng dụng Li-Fi trong tương lai. Vào năm 2016, người ta phát hiện thấy cụm từ “Li-Fi Capability” trong mã nguồn iOS, ám chỉ việc nó đã được phát triển một cách âm thầm trong nhiều năm.

Dù bằng sáng chế thể hiện ý định của Apple trong việc sử dụng nó với các thiết bị di động, công nghệ này vẫn có một số ứng dụng trong các lĩnh vực khác.

Một trong số đó là Apple Car, phương tiện tự lái đã được đồn đại từ lâu của Apple. Chiếc xe này có thể được trang bị một vài thứ tương tự để đảm nhiệm hệ thống giao tiếp bên trong xe, cho phép các xe hơi tự lái khác gửi cảnh báo về điều kiện đường sá hoặc các diễn biến cần chú ý trên đoạn đường phía trước.