Was ist optische drahtlose Kommunikation?

Optical Wireless Communication (OWC) ist eine Form der optischen Kommunikation, bei der Signale mithilfe von ungelenktem sichtbarem, infrarotem (IR) oder ultraviolettem (UV) Licht übertragen werden.

OWC-Systeme, die bei sichtbaren Wellenlängen (390–750 nm) arbeiten, werden oft als Kommunikation mit sichtbarem Licht (VLC) bezeichnet.VLC-Systeme nutzen die Vorteile von Leuchtdioden (LEDs) und können mit sehr hoher Geschwindigkeit pulsieren, ohne dass die Lichtleistung und das menschliche Auge spürbar beeinträchtigt werden.VLC kann in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, darunter Wireless LAN, Wireless Personal LAN und Fahrzeugnetzwerke.Andererseits arbeiten bodengestützte Punkt-zu-Punkt-OWC-Systeme, auch bekannt als Free Space Optics (FSO)-Systeme, mit Frequenzen im nahen Infrarot (750–1600 nm).Diese Systeme verwenden typischerweise Lasersender und bieten kostengünstige, protokolltransparente Verbindungen mit hohen Datenraten (z. B. 10 Gbit/s pro Wellenlänge) und bieten eine potenzielle Lösung für Backhaul-Engpässe.Das Interesse an der Ultraviolettkommunikation (UVC) wächst auch aufgrund der jüngsten Fortschritte bei Festkörperlichtquellen/-detektoren, die im sonnenblinden UV-Spektrum (200–280 nm) arbeiten.In diesem sogenannten tiefen Ultraviolettband ist die Sonnenstrahlung in Bodennähe vernachlässigbar, was die Entwicklung eines photonenzählenden Detektors mit einem Weitfeldempfänger ermöglicht, der die empfangene Energie erhöht, ohne zusätzliches Hintergrundrauschen hinzuzufügen.

Jahrzehntelang beschränkte sich das Interesse an optischer drahtloser Kommunikation hauptsächlich auf geheime militärische Anwendungen und Weltraumanwendungen, einschließlich Intersatelliten- und Weltraumverbindungen.Bisher war die Marktdurchdringung von OWC im Massenmarkt begrenzt, aber IrDA ist eine äußerst erfolgreiche drahtlose Übertragungslösung für kurze Entfernungen.

Von der optischen Verbindung in integrierten Schaltkreisen über Außenverbindungen zwischen Gebäuden bis hin zur Satellitenkommunikation können Varianten der optischen drahtlosen Kommunikation möglicherweise in einer Vielzahl von Kommunikationsanwendungen eingesetzt werden.

Die optische Funkkommunikation kann je nach Übertragungsreichweite in fünf Kategorien eingeteilt werden:

1. Superkurze Distanzen

Interchip-Kommunikation in gestapelten und dicht gepackten Multi-Chip-Paketen.

2. Kurze Distanzen

Im Standard IEEE 802.15.7 erfolgt die Unterwasserkommunikation unter drahtlosen Body Local Area Network (WBAN)- und Wireless Personal Local Area Network (WPAN)-Anwendungen.

3. Mittlere Reichweite

Indoor-IR- und sichtbare Lichtkommunikation (VLC) für drahtlose lokale Netzwerke (WLans) sowie Fahrzeug-zu-Fahrzeug- und Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation.

Schritt 4: Remote

Konnektivität zwischen Gebäuden, auch bekannt als optische Freiraumkommunikation (FSO).

5. Zusätzliche Distanz

Laserkommunikation im Weltraum, insbesondere für Verbindungen zwischen Satelliten und Aufbau von Satellitenkonstellationen.