การสื่อสารไร้สายแบบออปติคอลคืออะไร?

การสื่อสารไร้สายด้วยแสง (OWC) เป็นรูปแบบหนึ่งของการสื่อสารด้วยแสง โดยสัญญาณจะถูกส่งโดยใช้แสงที่มองเห็น อินฟราเรด (IR) หรืออัลตราไวโอเลต (UV) ที่ไม่มีการนำทาง

ระบบ OWC ที่ทำงานที่ความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ (390-750 นาโนเมตร) มักเรียกว่าการสื่อสารด้วยแสงที่มองเห็นได้ (VLC) ระบบ VLC ใช้ประโยชน์จากไดโอดเปล่งแสง (LED) และสามารถส่งสัญญาณพัลส์ด้วยความเร็วสูงมากโดยไม่มีผลกระทบต่อแสงที่ส่งออกและสายตามนุษย์อย่างเห็นได้ชัด VLC สามารถใช้งานได้หลากหลายรูปแบบ รวมถึงระบบ LAN ไร้สาย ระบบ LAN ส่วนบุคคลไร้สาย และเครือข่ายในรถยนต์ ในทางกลับกัน ระบบ OWC แบบจุดต่อจุดบนพื้นดิน หรือที่รู้จักกันในชื่อระบบออปติกอวกาศอิสระ (FSO) ทำงานที่ความถี่ใกล้อินฟราเรด (750-1600 นาโนเมตร) โดยทั่วไประบบเหล่านี้จะใช้ตัวปล่อยแสงเลเซอร์และมีการเชื่อมต่อโปรโตคอลที่โปร่งใสและคุ้มค่าพร้อมอัตราข้อมูลสูง (เช่น 10 กิกะบิตต่อวินาทีต่อความยาวคลื่น) และเป็นทางออกที่เป็นไปได้สำหรับปัญหาคอขวดของการสื่อสารแบบแบ็คฮอล ความสนใจในการสื่อสารด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต (UVC) ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เนื่องจากความก้าวหน้าล่าสุดในแหล่งกำเนิดแสง/เครื่องตรวจจับแสงแบบโซลิดสเตตที่ทำงานในสเปกตรัมรังสีอัลตราไวโอเลตที่มองไม่เห็นแสงแดด (200-280 นาโนเมตร) ในสิ่งที่เรียกว่าแถบอัลตราไวโอเลตลึกนี้ รังสีดวงอาทิตย์แทบจะไม่มีนัยสำคัญที่ระดับพื้นดิน ทำให้สามารถออกแบบเครื่องตรวจจับการนับโฟตอนที่มีตัวรับสนามกว้างที่เพิ่มพลังงานที่รับได้โดยไม่เพิ่มสัญญาณรบกวนพื้นหลังเพิ่มเติมได้

เป็นเวลาหลายทศวรรษที่ความสนใจในการสื่อสารไร้สายด้วยแสงถูกจำกัดอยู่เพียงการใช้งานทางทหารแบบลับและการใช้งานในอวกาศเป็นหลัก ซึ่งรวมถึงการเชื่อมต่อระหว่างดาวเทียมและอวกาศลึก จนถึงปัจจุบัน การเข้าถึงตลาดมวลชนของ OWC ยังคงมีจำกัด แต่ IrDA ถือเป็นโซลูชันการส่งสัญญาณไร้สายระยะสั้นที่ประสบความสำเร็จอย่างสูง

จากการเชื่อมต่อด้วยแสงในวงจรรวมไปจนถึงการเชื่อมโยงระหว่างอาคารภายนอกและการสื่อสารผ่านดาวเทียม การสื่อสารไร้สายด้วยแสงรูปแบบต่างๆ อาจนำไปใช้ได้ในแอปพลิเคชันการสื่อสารที่หลากหลาย

การสื่อสารไร้สายด้วยแสงสามารถแบ่งออกได้เป็น 5 ประเภทตามระยะการส่งสัญญาณ:

1. ระยะทางสั้นมาก

การสื่อสารระหว่างชิปในแพ็คเกจหลายชิปที่ซ้อนกันและบรรจุอย่างแน่นหนา

2. ระยะทางสั้น ๆ

ในมาตรฐาน IEEE 802.15.7 การสื่อสารใต้น้ำภายใต้แอปพลิเคชันเครือข่ายพื้นที่ไร้สายแบบ Body Local Area Network (WBAN) และเครือข่ายพื้นที่ไร้สายแบบ Personal Local Area Network (WPAN)

3. ระยะกลาง

การสื่อสารด้วย IR ในอาคารและแสงที่มองเห็น (VLC) สำหรับเครือข่ายพื้นที่ไร้สาย (WLans) เช่นเดียวกับการสื่อสารระหว่างยานพาหนะกับยานพาหนะและระหว่างยานพาหนะกับโครงสร้างพื้นฐาน

ขั้นตอนที่ 4: ระยะไกล

การเชื่อมต่อระหว่างอาคาร หรือเรียกอีกอย่างว่า การสื่อสารด้วยแสงพื้นที่ว่าง (FSO)

5. ระยะทางพิเศษ

การสื่อสารด้วยเลเซอร์ในอวกาศ โดยเฉพาะการเชื่อมโยงระหว่างดาวเทียมและการจัดตั้งกลุ่มดาวเทียม