《電子技術應用》
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無線光通訊應用逐漸展露

2015-01-22
關鍵詞: 光通訊 CCD CMOS

    光學在半導體,、電子、資通訊產(chǎn)業(yè)的運用相當廣泛,,例如光電半導體的LED可做為燈號,、照明;光電半導體的,、影像感測器可做數(shù)位相機、數(shù)位監(jiān)控,,光機電微系統(tǒng)的DMD可做投影機;光電晶體,、耦合器用于自動控制等。

  或者是光儲存,如BD藍光光碟片;或者是,,如FTTH光纖到府寬頻,,而實 際上又分成有線與無線,有線如光纖到府,,即xPON的各種被動式光學網(wǎng)路;或者是大企業(yè)的資訊機房,、資料中心內(nèi)所用的儲存區(qū)域網(wǎng)路SAN;消費性電子領 域,如過去Sony MD用的光學S/PDIF音源傳輸線;或在專業(yè)視訊剪輯方面,,有Apple Mac的光學版Thunderbolt(簡稱TBT)傳輸線,。

  光的有線傳輸已使用很多,但無線傳輸卻很少運用,,特別是終端消費性領域,,幾乎都停留在IR紅外線遙控器的階段,然這幾年來開始有人提倡可見光的無線通訊VLC,,預估未來數(shù)年將有新發(fā)展,。

  為何無線要 開始展露?因為現(xiàn)有Wi-Fi的2.4GHz頻譜資源幾乎已壓榨到極限,想要更快的速率,,幾乎都往5GHz頻段考慮,,IEEE 802.11ac即是如此,LTE-U也是如此,,但5GHz并不是全球通行的頻段,,有些國家無法使用,或僅能部分使用,、有條件使用(不能室外用,,或不得超 過多少發(fā)送功率)。

  除2.4GHz外,,另一個全球通行可用的頻段是60GHz,,但因為頻段太高,相關設計都高度困難,,目前仍在發(fā)展中,。加上LED的普及,人們開始考慮用無線光通訊來加速區(qū)域內(nèi)的傳輸,。

  關于此,,目前最代表性的技術為Li-Fi,已在2014年CES上展示過,,單向傳輸最快150Mbps,,雙向降至110Mbps,事實上僅與單 一天線的11n Wi-Fi差不多,,但是未來有極大提升潛能,,可達1Gbps,、10Gbps以上水準,且現(xiàn)行可用增加燈號顏色來提升速率,,另如紅色LED是一個通道,、綠色 LED也是一個通道等。

  無線光通訊另有兩個好處,,一是不受電磁波干擾,,雖然現(xiàn)行飛航法規(guī)允許乘客在飛機上使用電子產(chǎn)品,以及醫(yī)院內(nèi)重要的醫(yī)療設備使用房間,,在墻壁內(nèi)都埋有銅網(wǎng)以避免手機干擾,但仍有可能產(chǎn)生干擾,,在這些敏感場所改用光無線通訊,,則可避免干擾發(fā)生。

  另一是省電,,驅動LED亮滅來傳遞信號,,比用RF無線射頻方式傳遞信號更省電,手持式裝置電池電力有線,,用光無線通訊傳輸反而更有利,。不過光無線通訊也有缺點,例如一旦被遮光就無法收發(fā),,如人的走動,,也無法穿墻通訊,除非墻壁能透光,。

  Li-Fi設想直接與天光板的LED燈泡結合,,就可以提供室內(nèi)無線上網(wǎng)的HotSpot熱點,而手機多有LED閃光燈與攝影鏡頭,,等于已具備一收一發(fā)的能力,,未來手機間可以輕易對傳資訊。

  除Li-Fi外,,日本也在研發(fā)用照明提供室內(nèi)定位IPS(Indoor Positioning System),,類似Bluetooth Low Energy的Beacon室內(nèi)定位,如此可以更省電,。

  另外,,日本立命館大學也在研發(fā)一種室內(nèi)禁拍技術,很多室內(nèi)場合不歡迎拍照,,如法院,、賭場、展覽館,、考場,、書店(拍了一些攝影專輯就不買了,,稱為雅賊),禁拍技術是在室內(nèi)照明內(nèi)另外釋放一種光訊號,,手機接收到光訊號后,,會自動禁止相機功效。

  不過這技術似乎只防君子不防小人,,即便法令規(guī)范,,未來新出廠的手機都要具備這種禁拍機制,也難杜絕偷拍,,可能要考慮其他的技術精進方向,。

  歸結而言,人們正如瞎子摸象般,,嘗試無線光通訊的各種可能應用,,相信不久的將來必有斬獲。

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