無線紅外光通信系統:速度比Wi-Fi快百倍!
導讀
近些年來,由於各種無線電和物聯網技術的蓬勃發展,無線設備不斷變多,頻譜資源日益匱乏,網路變得更加擁擠和緩慢。然而,最近荷蘭埃因霍芬理工大學的科研人員進行了創新探索,開發了一種新型「無線紅外光通信系統」,可以有效應對上述挑戰。
(圖片來源於:埃因霍芬理工大學)
創新背景
近些年來,隨著物聯網和智能硬體技術的發展,家用的無線設備也變得越來越多,例如手機、平板電腦、智能家電等等。這些設備需要傳輸的數據量也越來越大,這樣使得 Wi-Fi 網路變得越來越「擁擠和緩慢」,所以業界一直在嘗試尋找其他更快更有效的無線傳輸方案。
創新探索
前不久,荷蘭埃因霍芬理工大學的科研人員進行了創新探索,開發了一種新型無線通信系統,這種無線通信網路基於「無害的紅外線」,它不僅數據帶寬巨大(每條光線的傳輸速度大於40Gbit/s),而且該速度無需在設備之間共享,因為每個設備具有自己的傳輸光線。
埃因霍芬理工大學的 Joanne Oh,是這項研究的主要研究人員,前不久她以優等畢業生的榮譽獲取了博士學位。
創新價值
下面,我們具體解析一下這項創新的價值和技術特點。
易於安裝
該系統簡便容易安裝。「光天線」是該系統的核心,用於傳輸無線數據,它們可以安裝於房間中間的天花板上。它可以十分精確地引導來自光纖的光線。
無需維護和供電
因為沒有移動部件,所以它無需維護,也無需電力供應。天線配有一對光柵,能夠使得光線以不同波長,從不同角度發射出去。改變光線波長,也會改變的光線方向。
安全無害
該技術使用了安全的紅外波長,不會傷害人眼脆弱的視網膜區域,所以是安全無害的。
使用方便
如果用戶攜帶智能手機或者平板電腦,在房間內隨意走動時,當走出一條光天線的視野,那麼另外一條光天線將接管。
精準定位
整個網路可以利用返回方向上傳輸的無線電信號,從而對於每個無線設備進行精準定位。
無需共享帶寬
另外,增加設備也變得很簡單,同一根光線天線給每個設備分配的波長不一樣,所以無需共享帶寬。
無干擾
更重要的是,不會像 Wi-Fi 網路一樣接收到來自相鄰網路的干擾。
頻率高
現有的 Wi-Fi 無線電信號的頻率在 2.5GHz 或者 5GHz。而這個新系統使用的紅外線的波長在1500納米或者更高,光線的頻率會高出幾千倍,有些可達200THz,所以使得數據傳輸能力強很多。
傳輸數據能力強
Joanne Oh 甚至實現了2.5米內42.8Gbit/s的傳輸速度。作為相對,荷蘭的平均連接速度不到其2千分之一(17.6Mbit/s)。即使你有最好的Wi-Fi系統,速度也不會超過300Mbit/s,不到這項研究中無線網路速度的百分之一。
技術劣勢
目前,該系統只可以使用光線進行了下載,上傳仍然是使用無線電信號,因為大多數應用對於上傳速度要求低較低。
其他研究
Koonen 的小組不是研究「室內光學無線網路」的唯一小組,國際上還有許多其他大學和研究所在研究通過室內LED燈光傳輸數據。然而,這些方法的瓶頸是帶寬不高而且必須設備之間必須共享網路。
一些小組嘗試使用移動鏡面導引紅外線,但是缺點是需要對鏡面主動控制,會消耗能量,而且每個鏡面一次只能引導一條光線。
Koonen 和 Oh使用的光柵能處理許多光線,因此可同時連接同台設備,互不干擾。
未來展望
博士生Oh 的工作,是更廣泛的BROWSE項目的一部分,該項目由寬頻通信技術 教授 Ton Koonen 領導,由歐洲研究委員會資助。Joanne Oh 專註於通過直接紅外線的數據傳輸技術,其他博士生的工作包括所有無線設備的精確定位,和連接光天線的中央基礎光纖網路研究。
Koonen 期望使用5年或者更長的時間,推廣使用該技術,他認為首先連接這項新型無線通信技術的設備,應該是視頻監控,筆記本或平板電腦,因為它們要求數據傳輸率較高。
參考資料
![](https://pic.pimg.tw/zzuyanan/1488615166-1259157397.png)
![](https://pic.pimg.tw/zzuyanan/1482887990-2595557020.jpg)
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