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无线射频频谱稀缺,那么光波呢?

丽丽Hervieu

丽丽Hervieu
cabllabs无线研发首席架构师金宝搏188BET

2018年12月5日,

在无线行业中,缺乏无许可的射频频谱是一个永无止境的问题。2.4 GHz和5 GHz频段曾经被认为是丰富的,但现在已经过于拥挤,FCC等监管机构正计划在6 GHz频段中增加1.2 GHz的带宽。在过去的十年里,这已经激发了人们对光通信(LC)技术的兴趣,这些技术提供了未获许可的光谱(包括可见光、近红外和近紫外)的太赫兹潜力。现在,标准的led在提供照明的同时传输数据的速率很高,而激光二极管(ld)在点对点通信中可以达到100 Gbps。最近在互联网接入和无线回程市场上推出的产品表明,这项技术正在成为现实。

什么是光通信?

在光通信中,信号通过使用强度调制(Intensity Modulation)的发光二极管(LED/LD)传输,其中光的亮度以高频率调制,人眼无法察觉。在接收器上,一个光电二极管或摄像机图像传感器使用直接探测将接收到的光功率转换为电信号。调光是可能的,但经常会影响系统的性能。使用先进的OFDM调制技术,标准的磷涂层led (1gbps)或RGB led (3gbps)已经证明了多Gbps的速率。激光二极管在更长的距离上获得更高的数据速率,但由于潜在的健康问题和照明用激光的质量,在消费者应用中并不总是实际的。

LC提供了一个大的、不受管制的、无许可证的频谱的优势,并且已经能够在实验室环境中达到100 Gbps(近场通信技术)。该技术特别适用于射频通信受到限制或造成健康问题的环境。LC也被认为对黑客更“安全”,因为通信被限制在一个明确定义的覆盖区域内的光锥。大多数用例都需要视线(LOS)。

LC应用:从专业到大众市场

随着这项技术的出现,包括照明、交通、工业/制造和电信在内的不同行业都在评估它的潜力。

专门的市场包括基于位置的服务,照明可以提供精确的位置。智能手机的摄像头接收“光信物”(最近的手机型号支持),一个应用程序提供服务,以增强零售商店或博物馆场所的用户体验。航空航天业也在考虑用LC提供机上娱乐。

户外地面链路场景吸引了大量的兴趣,这是由于成本效益高的无线回传需求,特别是在5G(小蜂窝)的背景下。由于较低的衰减水平,激光二极管传输通常在近红外光谱上工作。该技术是自由空间光学(FSO)通信家族的一部分,需要严格的视线。可用的解决方案可在300米以上达到1gbps,具有良好的可靠性,速度可达10gbps。然而,在更远的距离上,恶劣的天气条件,尤其是雾和灰尘,会显著影响吞吐量。由于这个原因,该技术经常与受雨水影响最大的毫米波相辅相成。

然而,最大的市场机遇在于无线局域网(WLAN)应用,这种被称为光保真(Li-Fi)的技术可以补充或在某些情况下取代Wi-Fi。IEEE 802最近增加了一个光通信工作组(802.11bb)来补充802.11系列,认识到Li-Fi的潜力。该标准指定了一个在380nm到5000 nm波段(可见光,近红外,近紫外)工作的PHY,目标数据速率从10 Mbps到至少5 Gbps的单个链路吞吐量。由于移动设备的功率限制和可见光对用户可能产生的眩光,Li-fi系统的上行链路通常基于红外传输。

医院、学校和工厂等限制使用EMI(电磁干扰)的环境很可能在未来5年推动该行业的发展。办公室/企业环境也非常适合Li-Fi,在那里照明无处不在,Power Over Ethernet可用,并充当回程。在住宅环境中,Li-Fi可以在人口密集的公寓中减轻局部流量,因为射频干扰是主要问题。所有这些应用都由802.11bb标准解决,而ITU G.vlc则专注于住宅环境。

光线通信

光通信是一项很有前途的技术,但仍处于起步阶段。对这项技术日益增长的兴趣是由一个巨大的未经许可的频谱不容易受到射频干扰的可用性。随着c金宝搏188BETabllabs继续专注于开发新的和创新的无线技术,光通信肯定会留在雷达上。

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