肖優(yōu)明

近年來，隨著各種無線電和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，無線設(shè)備不斷增加，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越來越多，致使頻譜資源日益匱乏，網(wǎng)絡(luò)變得更加擁擠和緩慢，所以業(yè)界一直在嘗試尋找其他更快更有效的無線傳輸方案。最近，荷蘭埃因霍芬理工大學(xué)寬帶通信技術(shù)托恩·科寧教授領(lǐng)導(dǎo)的BROWSE項(xiàng)目，有效應(yīng)對上述挑戰(zhàn)。

精確引導(dǎo) 消除干擾

BROWSE項(xiàng)目由歐洲研究委員會(huì)資助，項(xiàng)目成員喬安妮·奧著重于研究通過直接紅外線的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，其他博士生的工作包括所有無線設(shè)備的精確定位和連接“光天線”的中央光纖網(wǎng)絡(luò)研究。喬安妮進(jìn)行創(chuàng)新探索，開發(fā)出一種基于“無害的紅外線”的新型無線網(wǎng)絡(luò)，名叫“無線紅外光通信系統(tǒng)”。因?yàn)槌晒Φ亻_發(fā)這項(xiàng)前沿科技項(xiàng)目，她不久前以優(yōu)等畢業(yè)生的榮譽(yù)獲取了博士學(xué)位。新系統(tǒng)不僅數(shù)據(jù)帶寬巨大（每條光線的傳輸速度大于每秒40千兆比特），而且由于每個(gè)設(shè)備都得到自己專有的紅外射線，無需與其他設(shè)備共享。

“無線紅外光通信系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)簡單，搭建成本較低。“光天線”是該系統(tǒng)的核心，用于傳輸無線數(shù)據(jù)。它們可以安裝于房間中間的天花板上，十分精確地引導(dǎo)管理由光纖供應(yīng)的光線。由于系統(tǒng)中不存在移動(dòng)的部分，因此無需維護(hù)，也無需電力供應(yīng)。天線包含了一對以不同角度發(fā)射不同波長光線的光柵（被動(dòng)衍射光柵），改變光線波長就改變了光線的方向。該系統(tǒng)使用安全的紅外波長，無法被人類雙眼看到，不會(huì)傷害人眼脆弱的視網(wǎng)膜區(qū)域。

如果用戶攜帶智能手機(jī)或者平板電腦，在房間內(nèi)隨意走動(dòng)時(shí)，走出了一條“光天線”的視野，那么另外一條“光天線”將接管，從而確保你的通信聯(lián)絡(luò)不會(huì)中斷。這種以光線為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，可以根據(jù)無線信號，追蹤每一臺(tái)無線設(shè)備的準(zhǔn)確位置。

如果你要想增加更多的設(shè)備，只需從同一個(gè)“光天線”分配一個(gè)不同的波長即可，這意味著每臺(tái)設(shè)備無需分享網(wǎng)絡(luò)傳輸能力，因而連接速度會(huì)更快。不同設(shè)備之間發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁擠的情況將不會(huì)出現(xiàn)，同時(shí)可消除周邊其他網(wǎng)絡(luò)的干擾，使微信傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量得到顯著提升。更重要的是，由于無需共享帶寬，因此不會(huì)像 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)一樣接收到來自相鄰網(wǎng)絡(luò)的干擾。

能力超強(qiáng) 前景廣闊

無線網(wǎng)絡(luò)目前使用2.5千兆赫或者5千兆赫的無線信號。而“無線紅外光通信系統(tǒng)”使用1500納米以上波長的紅外線，可達(dá)到200 兆兆赫，是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)頻率的數(shù)千倍，數(shù)據(jù)傳輸能力更強(qiáng)。喬安妮博士甚至實(shí)現(xiàn)了2.5米內(nèi)每秒42.8千兆比特的傳輸速度，與此相對，荷蘭的平均連接速度僅為其2000分之一，即使你有最好的無線系統(tǒng)，速度也不會(huì)超過每秒300兆比特，僅為新系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)速度的幾百分之一。

除了埃因霍芬理工大學(xué)之外，國際上還有許多其他大學(xué)和研究所也在研究“室內(nèi)光學(xué)無線網(wǎng)絡(luò)”。有的試圖通過室內(nèi)LED燈光傳輸數(shù)據(jù)，然而最大的瓶頸是帶寬不高而且設(shè)備之間必須共享無線網(wǎng)絡(luò)。還有的嘗試使用移動(dòng)鏡面導(dǎo)引紅外線，但是缺點(diǎn)是需要對鏡面主動(dòng)控制，需要消耗能量，而且每個(gè)鏡面一次只能引導(dǎo)一條光線。而喬安妮博士使用的光柵能處理許多光線，可同時(shí)連接數(shù)臺(tái)設(shè)備而且彼此互不會(huì)干擾。

由于大多數(shù)應(yīng)用對于上傳的速度要求較低，因此上傳仍然使用無線信號。迄今為止，“無線紅外光通信系統(tǒng)”僅使用光線進(jìn)行了下載測試。科寧教授和喬安妮博士希望，能在五年或者更長的時(shí)間推廣使用新系統(tǒng)。他們認(rèn)為首先連接這項(xiàng)新型無線通信技術(shù)的設(shè)備，應(yīng)該是視頻監(jiān)控，筆記本或平板電腦，因?yàn)樗鼈円髷?shù)據(jù)傳輸率較高。

編輯：成韻 chengyunpipi@126.comendprint