การสื่อสารไร้สายแบบออปติกคืออะไร?

การสื่อสารไร้สายด้วยแสง (OWC) เป็นรูปแบบหนึ่งของการสื่อสารด้วยแสงซึ่งสัญญาณจะถูกส่งโดยใช้แสงอินฟราเรด (IR) หรือรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ที่มองเห็นได้โดยไม่มีการนำทาง

ระบบ OWC ที่ทำงานที่ความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ (390 — 750 นาโนเมตร) มักเรียกว่าการสื่อสารด้วยแสงที่มองเห็นได้ (VLC) ระบบ VLC ใช้ประโยชน์จากไดโอดเปล่งแสง (ไฟ LED) และสามารถเต้นเป็นจังหวะด้วยความเร็วสูงมากโดยไม่มีผลกระทบที่เห็นได้ชัดเจนต่อแสงสว่างและดวงตาของมนุษย์ VLC สามารถใช้งานได้หลากหลาย รวมถึง LAN ไร้สาย, LAN ส่วนบุคคลแบบไร้สาย และเครือข่ายในรถยนต์ ในทางกลับกัน ระบบ OWC แบบจุดต่อจุดภาคพื้นดินหรือที่เรียกว่าระบบทัศนศาสตร์อวกาศอิสระ (FSO) ทำงานที่ความถี่อินฟราเรดใกล้ (750 - 1600 นาโนเมตร) โดยทั่วไประบบเหล่านี้ใช้ตัวปล่อยเลเซอร์และเสนอลิงก์โปร่งใสของโปรโตคอลที่คุ้มต้นทุนพร้อมอัตราข้อมูลสูง (เช่น 10 Gbit/s ต่อความยาวคลื่น) และมอบวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สำหรับปัญหาคอขวดของ backhaul ความสนใจในการสื่อสารด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต (UVC) ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เนื่องจากความก้าวหน้าล่าสุดในแหล่งกำเนิดแสง/เครื่องตรวจจับโซลิดสเตตที่ทำงานในสเปกตรัม UV ที่ม่านบังแดด (200 — 280 นาโนเมตร) ในแถบอัลตราไวโอเลตลึกที่เรียกว่าแถบรังสีอัลตราไวโอเลตนั้น การแผ่รังสีแสงอาทิตย์นั้นน้อยมากที่ระดับพื้นดิน ทำให้สามารถออกแบบเครื่องตรวจจับการนับโฟตอนด้วยเครื่องรับสนามกว้างซึ่งจะเพิ่มพลังงานที่ได้รับโดยไม่เพิ่มเสียงรบกวนพื้นหลังเพิ่มเติม

เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่ความสนใจในการสื่อสารไร้สายแบบออปติกถูกจำกัดโดยหลักๆ อยู่ที่การใช้งานทางทหารแบบลับๆ และการใช้งานในอวกาศ รวมถึงการเชื่อมต่อระหว่างดาวเทียมและห้วงอวกาศ จนถึงปัจจุบัน การเจาะตลาดจำนวนมากของ OWC ยังมีจำกัด แต่ IrDA ถือเป็นโซลูชันการส่งข้อมูลระยะสั้นแบบไร้สายที่ประสบความสำเร็จอย่างสูง

ตั้งแต่การเชื่อมต่อโครงข่ายด้วยแสงในวงจรรวมไปจนถึงการเชื่อมโยงระหว่างอาคารภายนอกไปจนถึงการสื่อสารผ่านดาวเทียม การสื่อสารไร้สายแบบออปติคัลรูปแบบต่างๆ สามารถนำมาใช้ในแอปพลิเคชันการสื่อสารที่หลากหลาย

การสื่อสารไร้สายแบบออปติกสามารถแบ่งออกได้เป็น 5 ประเภทตามช่วงการส่งข้อมูล:

1. ระยะทางที่สั้นมาก

การสื่อสารระหว่างชิปในแพ็คเกจมัลติชิปที่ซ้อนกันและอัดแน่น

2.ระยะทางสั้นๆ

ในมาตรฐาน IEEE 802.15.7 การสื่อสารใต้น้ำภายใต้แอปพลิเคชัน Body Local Area Network (WBAN) แบบไร้สาย และแอปพลิเคชัน Personal Local Area Network (WPAN) แบบไร้สาย

3. ช่วงกลาง

IR ภายในอาคารและการสื่อสารด้วยแสงที่มองเห็นได้ (VLC) สำหรับเครือข่ายท้องถิ่นไร้สาย (WLans) รวมถึงการสื่อสารระหว่างยานพาหนะถึงยานพาหนะและยานพาหนะถึงโครงสร้างพื้นฐาน

ขั้นตอนที่ 4: ระยะไกล

การเชื่อมต่อระหว่างอาคารหรือที่เรียกว่าการสื่อสารด้วยแสงพื้นที่ว่าง (FSO)

5. เว้นระยะห่างเพิ่มเติม

การสื่อสารด้วยเลเซอร์ในอวกาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมโยงระหว่างดาวเทียมและการก่อตั้งกลุ่มดาวบริวาร