《電子技術(shù)應(yīng)用》
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無(wú)線(xiàn)光通訊應(yīng)用逐漸展露

2015-01-22
關(guān)鍵詞: 光通訊 CCD CMOS

    光學(xué)在半導(dǎo)體、電子、資通訊產(chǎn)業(yè)的運(yùn)用相當(dāng)廣泛,例如光電半導(dǎo)體的LED可做為燈號(hào)、照明;光電半導(dǎo)體的、影像感測(cè)器可做數(shù)位相機(jī)、數(shù)位監(jiān)控,光機(jī)電微系統(tǒng)的DMD可做投影機(jī);光電晶體、耦合器用于自動(dòng)控制等。

  或者是光儲(chǔ)存,如BD藍(lán)光光碟片;或者是,如FTTH光纖到府寬頻,而實(shí) 際上又分成有線(xiàn)與無(wú)線(xiàn),有線(xiàn)如光纖到府,即xPON的各種被動(dòng)式光學(xué)網(wǎng)路;或者是大企業(yè)的資訊機(jī)房、資料中心內(nèi)所用的儲(chǔ)存區(qū)域網(wǎng)路SAN;消費(fèi)性電子領(lǐng) 域,如過(guò)去Sony MD用的光學(xué)S/PDIF音源傳輸線(xiàn);或在專(zhuān)業(yè)視訊剪輯方面,有Apple Mac的光學(xué)版Thunderbolt(簡(jiǎn)稱(chēng)TBT)傳輸線(xiàn)。

  光的有線(xiàn)傳輸已使用很多,但無(wú)線(xiàn)傳輸卻很少運(yùn)用,特別是終端消費(fèi)性領(lǐng)域,幾乎都停留在IR紅外線(xiàn)遙控器的階段,然這幾年來(lái)開(kāi)始有人提倡可見(jiàn)光的無(wú)線(xiàn)通訊VLC,預(yù)估未來(lái)數(shù)年將有新發(fā)展。

  為何無(wú)線(xiàn)要 開(kāi)始展露?因?yàn)楝F(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(guó)家無(wú)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(guò)多少發(fā)送功率)。

  除2.4GHz外,另一個(gè)全球通行可用的頻段是60GHz,但因?yàn)轭l段太高,相關(guān)設(shè)計(jì)都高度困難,目前仍在發(fā)展中。加上LED的普及,人們開(kāi)始考慮用無(wú)線(xiàn)光通訊來(lái)加速區(qū)域內(nèi)的傳輸。

  關(guān)于此,目前最代表性的技術(shù)為L(zhǎng)i-Fi,已在2014年CES上展示過(guò),單向傳輸最快150Mbps,雙向降至110Mbps,事實(shí)上僅與單 一天線(xiàn)的11n Wi-Fi差不多,但是未來(lái)有極大提升潛能,可達(dá)1Gbps、10Gbps以上水準(zhǔn),且現(xiàn)行可用增加燈號(hào)顏色來(lái)提升速率,另如紅色LED是一個(gè)通道、綠色 LED也是一個(gè)通道等。

  無(wú)線(xiàn)光通訊另有兩個(gè)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(jī)上使用電子產(chǎn)品,以及醫(yī)院內(nèi)重要的醫(yī)療設(shè)備使用房間,在墻壁內(nèi)都埋有銅網(wǎng)以避免手機(jī)干擾,但仍有可能產(chǎn)生干擾,在這些敏感場(chǎng)所改用光無(wú)線(xiàn)通訊,則可避免干擾發(fā)生。

  另一是省電,驅(qū)動(dòng)LED亮滅來(lái)傳遞信號(hào),比用RF無(wú)線(xiàn)射頻方式傳遞信號(hào)更省電,手持式裝置電池電力有線(xiàn),用光無(wú)線(xiàn)通訊傳輸反而更有利。不過(guò)光無(wú)線(xiàn)通訊也有缺點(diǎn),例如一旦被遮光就無(wú)法收發(fā),如人的走動(dòng),也無(wú)法穿墻通訊,除非墻壁能透光。

  Li-Fi設(shè)想直接與天光板的LED燈泡結(jié)合,就可以提供室內(nèi)無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)的HotSpot熱點(diǎn),而手機(jī)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(lái)手機(jī)間可以輕易對(duì)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(lèi)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(xué)也在研發(fā)一種室內(nèi)禁拍技術(shù),很多室內(nèi)場(chǎng)合不歡迎拍照,如法院、賭場(chǎng)、展覽館、考場(chǎng)、書(shū)店(拍了一些攝影專(zhuān)輯就不買(mǎi)了,稱(chēng)為雅賊),禁拍技術(shù)是在室內(nèi)照明內(nèi)另外釋放一種光訊號(hào),手機(jī)接收到光訊號(hào)后,會(huì)自動(dòng)禁止相機(jī)功效。

  不過(guò)這技術(shù)似乎只防君子不防小人,即便法令規(guī)范,未來(lái)新出廠的手機(jī)都要具備這種禁拍機(jī)制,也難杜絕偷拍,可能要考慮其他的技術(shù)精進(jìn)方向。

  歸結(jié)而言,人們正如瞎子摸象般,嘗試無(wú)線(xiàn)光通訊的各種可能應(yīng)用,相信不久的將來(lái)必有斬獲。

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