การสื่อสารไร้สายแบบออปติคอลคืออะไร?

การสื่อสารไร้สายแบบออปติคอล (OWC) เป็นรูปแบบหนึ่งของการสื่อสารด้วยแสงซึ่งสัญญาณจะถูกส่งโดยใช้แสงที่มองเห็น แสงอินฟราเรด (IR) หรือแสงอัลตราไวโอเลต (UV) ที่ไม่มีการนำทาง

ระบบ OWC ที่ทำงานที่ความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ (390 — 750 นาโนเมตร) มักเรียกว่าการสื่อสารด้วยแสงที่มองเห็นได้ (VLC) ระบบ VLC ใช้ประโยชน์จากไดโอดเปล่งแสง (LED) และสามารถส่งสัญญาณพัลส์ด้วยความเร็วสูงมากโดยไม่มีผลกระทบต่อแสงที่ส่งออกและดวงตาของมนุษย์ VLC สามารถใช้ได้ในแอพพลิเคชั่นต่างๆ มากมาย รวมถึง LAN ไร้สาย LAN ส่วนตัวไร้สาย และเครือข่ายยานพาหนะ ในทางกลับกัน ระบบ OWC แบบจุดต่อจุดบนพื้นดิน ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าระบบออปติกอวกาศฟรี (FSO) ทำงานที่ความถี่ใกล้อินฟราเรด (750 — 1600 นาโนเมตร) โดยทั่วไปแล้วระบบเหล่านี้ใช้ตัวปล่อยเลเซอร์และให้ลิงก์โปรโตคอลที่โปร่งใสและคุ้มต้นทุนพร้อมอัตราข้อมูลสูง (เช่น 10 Gbit/s ต่อความยาวคลื่น) และเป็นโซลูชันที่มีศักยภาพสำหรับคอขวดของแบ็คฮอล ความสนใจในการสื่อสารด้วยแสงอัลตราไวโอเลต (UVC) ก็เพิ่มขึ้นเช่นกันเนื่องจากความก้าวหน้าล่าสุดในแหล่งกำเนิดแสง/เครื่องตรวจจับโซลิดสเตตที่ทำงานในสเปกตรัม UV ที่มองไม่เห็นแสงแดด (200 — 280 นาโนเมตร) ในสิ่งที่เรียกว่าแถบอัลตราไวโอเลตลึกนี้ รังสีดวงอาทิตย์มีน้อยมากที่ระดับพื้นดิน ทำให้สามารถออกแบบเครื่องตรวจจับการนับโฟตอนที่มีตัวรับแบบสนามกว้างซึ่งจะเพิ่มพลังงานที่รับได้โดยไม่เพิ่มสัญญาณรบกวนพื้นหลังเพิ่มเติมได้

เป็นเวลาหลายทศวรรษที่ความสนใจในการสื่อสารไร้สายแบบออปติคอลถูกจำกัดอยู่เพียงการใช้งานทางทหารและการใช้งานในอวกาศเป็นหลัก เช่น การเชื่อมต่อระหว่างดาวเทียมและอวกาศลึก จนถึงปัจจุบัน การเจาะตลาดมวลชนของ OWC ยังคงมีจำกัด แต่ IrDA ถือเป็นโซลูชันการส่งสัญญาณไร้สายระยะสั้นที่ประสบความสำเร็จอย่างสูง

จากการเชื่อมต่อแบบออปติคอลในวงจรรวมไปจนถึงการเชื่อมโยงระหว่างอาคารภายนอกและการสื่อสารผ่านดาวเทียม การสื่อสารไร้สายแบบออปติคอลรูปแบบต่างๆ อาจนำไปใช้ได้ในแอพพลิเคชั่นการสื่อสารที่หลากหลาย

การสื่อสารไร้สายแบบออปติคอลสามารถแบ่งออกได้เป็น 5 ประเภทตามช่วงการส่งสัญญาณ:

1. ระยะทางสั้นมาก

การสื่อสารระหว่างชิปในแพ็คเกจหลายชิปที่ซ้อนกันและบรรจุอย่างแน่นหนา

2. ระยะทางสั้น

ในมาตรฐาน IEEE 802.15.7 การสื่อสารใต้น้ำภายใต้แอพพลิเคชั่นเครือข่ายท้องถิ่นไร้สาย (WBAN) และเครือข่ายท้องถิ่นส่วนบุคคลไร้สาย (WPAN)

3.ระยะกลาง

การสื่อสาร IR ในอาคารและแสงที่มองเห็นได้ (VLC) สำหรับเครือข่ายพื้นที่ไร้สาย (WLans) เช่นเดียวกับการสื่อสารระหว่างยานพาหนะและระหว่างยานพาหนะกับโครงสร้างพื้นฐาน

ขั้นตอนที่ 4: ระยะไกล

การเชื่อมต่อระหว่างอาคาร หรือเรียกอีกอย่างว่า การสื่อสารด้วยแสงพื้นที่ว่าง (FSO)

5. ระยะทางพิเศษ

การสื่อสารด้วยเลเซอร์ในอวกาศ โดยเฉพาะการเชื่อมโยงระหว่างดาวเทียมและการจัดตั้งกลุ่มดาวเทียม