Optische drahtlose Kommunikation (OWC) ist eine Form der optischen Kommunikation, bei der Signale mittels ungelenktem sichtbarem, infrarotem (IR) oder ultraviolettem (UV) Licht übertragen werden.
OWC-Systeme, die im sichtbaren Wellenlängenbereich (390–750 nm) arbeiten, werden oft als Visible Light Communication (VLC) bezeichnet. VLC-Systeme nutzen Leuchtdioden (LEDs) und können mit sehr hohen Pulsfrequenzen arbeiten, ohne dass dies die Lichtausbeute oder das menschliche Auge beeinträchtigt. VLC findet in einer Vielzahl von Anwendungen Verwendung, darunter WLAN, WLAN und Fahrzeugvernetzung. Bodenbasierte Punkt-zu-Punkt-OWC-Systeme, auch bekannt als Freiraumoptik-Systeme (FSO), arbeiten hingegen im Nahinfrarotbereich (750–1600 nm). Diese Systeme verwenden typischerweise Laseremitter und bieten kostengünstige, protokolltransparente Verbindungen mit hohen Datenraten (z. B. 10 Gbit/s pro Wellenlänge). Sie stellen eine potenzielle Lösung für Engpässe im Backhaul dar. Auch das Interesse an Ultraviolettkommunikation (UVC) wächst aufgrund der jüngsten Fortschritte bei Festkörperlichtquellen und -detektoren, die im sonnenblinden UV-Spektrum (200–280 nm) arbeiten. In diesem sogenannten tiefen ultravioletten Bereich ist die Sonnenstrahlung am Boden vernachlässigbar, was die Entwicklung eines Photonenzähldetektors mit einem Weitfeldempfänger ermöglicht, der die empfangene Energie erhöht, ohne zusätzliches Hintergrundrauschen hinzuzufügen.
Jahrzehntelang beschränkte sich das Interesse an optischer drahtloser Kommunikation hauptsächlich auf verdeckte militärische Anwendungen und Weltraumanwendungen, einschließlich Verbindungen zwischen Satelliten und im Weltraum. Bislang ist die Massenmarktdurchdringung von OWC begrenzt, IrDA hingegen ist eine äußerst erfolgreiche Lösung für die drahtlose Kurzstreckenübertragung.
Von optischen Verbindungen in integrierten Schaltkreisen über Verbindungen zwischen Gebäuden im Freien bis hin zur Satellitenkommunikation können Varianten der optischen drahtlosen Kommunikation potenziell in einer Vielzahl von Kommunikationsanwendungen eingesetzt werden.
Optische drahtlose Kommunikation kann anhand der Übertragungsreichweite in fünf Kategorien unterteilt werden:
1. Superkurze Distanzen
Interchip-Kommunikation in gestapelten und dicht gepackten Multi-Chip-Gehäusen.
2. Kurze Entfernungen
Im Standard IEEE 802.15.7 wird die Unterwasserkommunikation im Rahmen von drahtlosen Body Local Area Network (WBAN)- und drahtlosen Personal Local Area Network (WPAN)-Anwendungen beschrieben.
3. Mittlerer Bereich
Indoor-IR- und sichtbare Lichtkommunikation (VLC) für drahtlose lokale Netzwerke (WLANs) sowie Fahrzeug-zu-Fahrzeug- und Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation.
Schritt 4: Fernbedienung
Gebäudeübergreifende Vernetzung, auch bekannt als optische Freiraumkommunikation (FSO).
5. Zusätzliche Distanz
Laserkommunikation im Weltraum, insbesondere für Verbindungen zwischen Satelliten und den Aufbau von Satellitenkonstellationen.
Veröffentlichungsdatum: 01.06.2023