Truyền thông không dây quang học là gì?

Truyền thông không dây quang học (OWC) là một hình thức truyền thông quang học trong đó tín hiệu được truyền đi bằng ánh sáng nhìn thấy, hồng ngoại (IR) hoặc tia cực tím (UV) không dẫn hướng.

Các hệ thống OWC hoạt động ở bước sóng khả kiến ​​(390 — 750 nm) thường được gọi là truyền thông ánh sáng khả kiến ​​(VLC). Hệ thống VLC tận dụng các điốt phát quang (LED) và có thể phát xung ở tốc độ rất cao mà không gây ảnh hưởng đáng kể đến độ sáng và mắt người. VLC có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng bao gồm mạng LAN không dây, mạng LAN cá nhân không dây và mạng lưới xe cộ. Mặt khác, các hệ thống OWC điểm-điểm trên mặt đất, còn được gọi là hệ thống quang học không gian tự do (FSO), hoạt động ở tần số cận hồng ngoại (750 — 1600 nm). Các hệ thống này thường sử dụng bộ phát laser và cung cấp các liên kết trong suốt giao thức hiệu quả về chi phí với tốc độ dữ liệu cao (ví dụ: 10 Gbit/s trên mỗi bước sóng) và cung cấp giải pháp tiềm năng cho các nút thắt cổ chai trong đường truyền. Sự quan tâm đến truyền thông tia cực tím (UVC) cũng đang tăng lên do những tiến bộ gần đây trong các nguồn/bộ dò ánh sáng bán dẫn hoạt động trong phổ tia cực tím không nhạy sáng (200 — 280 nm). Trong dải tia cực tím sâu này, bức xạ mặt trời ở mặt đất là không đáng kể, cho phép thiết kế một bộ dò đếm photon với bộ thu trường rộng giúp tăng năng lượng thu được mà không làm tăng thêm nhiễu nền.

Trong nhiều thập kỷ, sự quan tâm đến truyền thông không dây quang học chủ yếu giới hạn ở các ứng dụng quân sự bí mật và các ứng dụng không gian, bao gồm các liên kết giữa các vệ tinh và không gian sâu. Cho đến nay, sự thâm nhập thị trường đại chúng của OWC còn hạn chế, nhưng IrDA là một giải pháp truyền dẫn không dây tầm ngắn rất thành công.

Từ kết nối quang học trong mạch tích hợp đến các liên kết giữa các tòa nhà ngoài trời và truyền thông vệ tinh, các biến thể của truyền thông không dây quang học có tiềm năng được sử dụng trong nhiều ứng dụng truyền thông khác nhau.

Truyền thông không dây quang học có thể được chia thành năm loại dựa trên phạm vi truyền dẫn:

1. Khoảng cách cực ngắn

Giao tiếp giữa các chip trong các gói đa chip xếp chồng và đóng gói chặt chẽ.

2. Khoảng cách ngắn

Theo tiêu chuẩn IEEE 802.15.7, truyền thông dưới nước được đề cập trong các ứng dụng Mạng cục bộ cơ thể không dây (WBAN) và Mạng cục bộ cá nhân không dây (WPAN).

3. Tầm trung

Truyền thông hồng ngoại và ánh sáng nhìn thấy (VLC) trong nhà dành cho mạng cục bộ không dây (WLAN) cũng như truyền thông giữa các phương tiện và giữa phương tiện với cơ sở hạ tầng.

Bước 4: Điều khiển từ xa

Kết nối giữa các tòa nhà, còn được gọi là truyền thông quang không gian tự do (FSO).

5. Khoảng cách thêm

Truyền thông laser trong không gian, đặc biệt là để kết nối giữa các vệ tinh và thiết lập các chòm sao vệ tinh.