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作者:aztec1900
链接:http://www.zhihu.com/question/28647489/answer/46166881
来源:知乎
与传统微波通信不同,光波的波长更短,在自由空间的衰减速度更快(衰减速度和频率二次方成正比),并且光波的绕射能力比微波差,不仅仅限于视线(Line Of Sight, LOS)传输,甚至在大气中传播时也会因为浮尘和水滴的散射作用而使功率大幅衰减,相比于光纤介质中的导行传输路径损耗严重得多
为什么不使用光代替无线电波进行通信?
既然6GHz以上的无线电波遇到障碍物就无法穿过,为什么不直接使用光波段来进行通信呢?这样在带宽方面的限制可能少了很多。
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42 个回答
什么是答案总结? 答案总结
朋友也可以、yann Timberlake、知乎用户 等人赞同
无线光通信,或者可见光通信、Li-Fi,正是现代无线通信技术所研究的一个方向之一。与传统微波通信不同,光波的波长更短,在自由空间的衰减速度更快(衰减速度和频率二次方成正比),并且光波的绕射能力比微波差,不仅仅限于视线(Line Of Sight, LOS)传输,… 显示全部
无线光通信,或者可见光通信、Li-Fi,正是现代无线通信技术所研究的一个方向之一。
与传统微波通信不同,光波的波长更短,在自由空间的衰减速度更快(衰减速度和频率二次方成正比),并且光波的绕射能力比微波差,不仅仅限于视线(Line Of Sight, LOS)传输,甚至在大气中传播时也会因为浮尘和水滴的散射作用而使功率大幅衰减,相比于光纤介质中的导行传输路径损耗严重得多。因此,现有的无线光通信研究通常将应用场景设定为短距离无线传输。无线光通信不同于光纤通信,通常采用非相干光(可通过普通LED光源获得),因此调制方式也有别于光纤通信和微波通信。无线光通信通常采用幅度调制而非相位调制,这样可以通过改变和检测光波的包络的幅度来进行信息调制和解调,而非像微波通信一样检测电磁波的波形本身,因此不存在处理器跟不上光的频率的问题。
由于光的载波频率很高,理论上无线光通信可以提供比微波通信高得多的带宽;同时已经有技术可以应用普通LED进行无线光通信传输,也就是说,仅需要通过对现有LED照明设备进行改造,即可在几乎不影响照明功能的情况下实现通信的功能。无线光通信可能的应用前景包括室内短距离无线接入、室内定位、城市环境下的智能交通网络等等。
而题主所说的移动通信,现有网络拓扑中是使用室外陆地基站进行分小区覆盖来实现移动台的接入。小区半径视地域用户密度通常为一公里至数公里。在这样长的距离上光波的损耗较大,完成覆盖需要的光功率太高。另外云雨雾霾天气也会严重加大这样的物理距离上光波传输的损耗。除此之外,室外的“光基站”无法实现对室内用户的覆盖,这意味着在室内的移动台将必须使用中继器才能工作,布网成本太高。因此我认为微波的通信方式在相当长一段时间内并不会被取代,而诸如无线光通信之类的宽带短距离无线接入技术有可能成为微波通信的补充。
说到宽带短距离无线接入,大家最为熟悉的应该就是802.11定义的WiFi了。最新的802.11ac在5GHz频段上使用MIMO技术时在理想条件下甚至可以实现1Gbps的接入速率!这个速率对现有接入网和现有业务来说是非常高的,说明此时最后一公里无线接入并不是传输瓶颈。另外由于短距离无线接入设备的功率通常很小,所以可以在不同空间上大量复用,因此对频谱资源不如移动网络那样敏感。在和WiFi的竞争中,诸如超宽带(UWB)、毫米波通信等技术均落下风。而WiFi本身也不断发展,性能不断提高。另外由于4G移动通信网络支持全IP分组交换,使得通过IP网络接入交换网的Femtocell(微小基站)成为现实。使用Femtocell设备,用户可以利用自家的入户光纤或者ADSL宽带设立自己的小功率基站,服务家庭用户。WiFi和Femtocell都将在未来成为无线光通信的强有力竞争对手。所以无线光通信从市场角度是否能获得大发展或未可知。
与传统微波通信不同,光波的波长更短,在自由空间的衰减速度更快(衰减速度和频率二次方成正比),并且光波的绕射能力比微波差,不仅仅限于视线(Line Of Sight, LOS)传输,甚至在大气中传播时也会因为浮尘和水滴的散射作用而使功率大幅衰减,相比于光纤介质中的导行传输路径损耗严重得多。因此,现有的无线光通信研究通常将应用场景设定为短距离无线传输。无线光通信不同于光纤通信,通常采用非相干光(可通过普通LED光源获得),因此调制方式也有别于光纤通信和微波通信。无线光通信通常采用幅度调制而非相位调制,这样可以通过改变和检测光波的包络的幅度来进行信息调制和解调,而非像微波通信一样检测电磁波的波形本身,因此不存在处理器跟不上光的频率的问题。
由于光的载波频率很高,理论上无线光通信可以提供比微波通信高得多的带宽;同时已经有技术可以应用普通LED进行无线光通信传输,也就是说,仅需要通过对现有LED照明设备进行改造,即可在几乎不影响照明功能的情况下实现通信的功能。无线光通信可能的应用前景包括室内短距离无线接入、室内定位、城市环境下的智能交通网络等等。
而题主所说的移动通信,现有网络拓扑中是使用室外陆地基站进行分小区覆盖来实现移动台的接入。小区半径视地域用户密度通常为一公里至数公里。在这样长的距离上光波的损耗较大,完成覆盖需要的光功率太高。另外云雨雾霾天气也会严重加大这样的物理距离上光波传输的损耗。除此之外,室外的“光基站”无法实现对室内用户的覆盖,这意味着在室内的移动台将必须使用中继器才能工作,布网成本太高。因此我认为微波的通信方式在相当长一段时间内并不会被取代,而诸如无线光通信之类的宽带短距离无线接入技术有可能成为微波通信的补充。
说到宽带短距离无线接入,大家最为熟悉的应该就是802.11定义的WiFi了。最新的802.11ac在5GHz频段上使用MIMO技术时在理想条件下甚至可以实现1Gbps的接入速率!这个速率对现有接入网和现有业务来说是非常高的,说明此时最后一公里无线接入并不是传输瓶颈。另外由于短距离无线接入设备的功率通常很小,所以可以在不同空间上大量复用,因此对频谱资源不如移动网络那样敏感。在和WiFi的竞争中,诸如超宽带(UWB)、毫米波通信等技术均落下风。而WiFi本身也不断发展,性能不断提高。另外由于4G移动通信网络支持全IP分组交换,使得通过IP网络接入交换网的Femtocell(微小基站)成为现实。使用Femtocell设备,用户可以利用自家的入户光纤或者ADSL宽带设立自己的小功率基站,服务家庭用户。WiFi和Femtocell都将在未来成为无线光通信的强有力竞争对手。所以无线光通信从市场角度是否能获得大发展或未可知。
有时间了,认真回答一下。0. 写在前面:我的专业是Photonics相关,前一段时间接触过无线光通信(Optical wireless communications, OWC)。但是和题主所说可见光通信不同,所用波段为C-band(1530 nm - 1565 nm),而可见光一般在大约400 nm - 760 nm。C波… 显示全部
有时间了,认真回答一下。
0. 写在前面:
我的专业是Photonics相关,前一段时间接触过无线光通信(Optical wireless communications, OWC)。但是和题主所说可见光通信不同,所用波段为C-band(1530 nm - 1565 nm),而可见光一般在大约400 nm - 760 nm。C波段是目前光纤通信常用波段,为了避免连篇累牍,它的优点和目前的研究进展我就不详细说了。
此外,我从本科到现在学的都是光学,关于射频(RF)波段的通讯我懂得少,所以这个答案大部分谈一下OWC的内容。有什么错误欢迎批评指正。
最后,本答案内容枯燥,可以直接看每个小点最后的结论。
1. RF通信的缺点 和 OWC的优点 对比
(1)OWC信息传输速率更高(就是咱们平常上网的100Mbps这种传输速率)。
一般RF通信采用的载波频率为:几百MHz~几GHz。可利用的带宽为0(DC)~两倍的载波频率。例如,移动通信如果用800MHz载波频率,那么可利用带宽(并非真实带宽)为0~1.6GHz,实际带宽应该小于或远小于此。根据傅里叶变换和信号的波形,例如信号是高斯型(很低级的,不知道现在用什么型)的话,频域上的带宽和时域上的线宽的乘积为0.44,其他型的乘积结果不同,但基本都是固定值。
那么800MHz的载波频率,理想情况下df=1.6GHz的频域带宽,高斯型信号的情况下,时域上线宽约为dT=0.44/df=2.8e-10秒,那么理想情况下的信息传输速率为1/dT=3.5 Gbps。看着很吓人吧,其实实际上没这么高,具体原因看(2)。
如果换成光信号呢?一般用193.1THz的载波频率(1552.52nm)进行光纤通信和无线光通信,那么df=386.2THz,高斯线型情况下,dT=0.44/df=1.14e-15秒,信息传输速率为1/dT=880 Tbps。当然实际上也不会这么高的吓人。
结论1:信息传输速率和载波频率成正比。OWC载波频率在约200THz左右,RF通信载波频率在800MHz左右,理论上OWC的信息传输速率约为RF通信的2.5e5倍。
(2)RF通信的频段越来越拥挤,license成本越来越高(不好意思不知道license这里应该怎么翻译)。
RF频段就那么一点(参见图1,图片来自百度百科),现在对信息传输速度要求高,频率高的部分用的多,拿中国来说,一部分给移动,一部分给电信,一部分给联通。那么用户越来越多了,怎么办。
比如,我用的号码所在频率是800MHz,下一个号码所用频率是801MHz(实际情况可能更窄),上一个号码是799MHz,那我的带宽就剩2MHz了,要不就发到别人手机上了。根据(1)中的计算,我的信息传输速率只有4.5Mbps左右了!
用户越来越多,我的下一个号码变成800.5MHz了,上一个是799.5MHz,好吧我的传输速率要打对折了……
总理大大都说了,一个月交那么多钱,速度还是上不去,坑爹呢!
移动说了,不行啊我要开新坑,那又要批个波段给你,要搞license,很复杂的,成本也很高。
OWC就没有这个问题了。根据 @看风景的蜗牛君提到的,虽然可见光和红外光波段根本穿不过墙、楼、人体,那么我就不需要考虑波段冲突的问题。你在A房间用193.1THz,我在你隔壁还能用这个频率,根本不会互相干扰。由于不需要运营商批个频段给我用,那这些都是我的,那我的信息传输速度要逆天了!理论上(1)中提到的 880 Tbps可以实现,但是由于存在波分复用等技术,实际的信息传输速度还是比这个要低很多,但是几个Gbps还是很没有问题的。
结论2:RF通信频谱越来越拥挤、license成本越来越高,而OWC不存在此问题。
(3)信息安全性问题。
RF信号容易干扰、窃听等。
OWC的光源一般是激光,相干性很强,而且光穿不过墙灯。除非你搞到相干光源,并且在同一间屋子里搞窃听(这不找挨揍么),否则很难对信息进行干扰窃听等。
结论3:OWC信息安全性不知道高到哪里去了。
2. OWC的缺点。
OWC好处大大的,可是仍然很难(注意很难,不是不能)用于移动通信,原因在于:
(1)损耗:
室外的,如高楼、人体、雾霾、雨雪,都能吸收、散射光信号;
室内的,如桌椅、人体等等,造成类似损耗。
(2)背景光的干扰:
在红外波段的OWC还好,可见光通信更容易受到干扰。
霓虹灯的光、家里遥控器的光、灯光等等,都会对OWC和可见光通信造成干扰。
(3)多路径色散:
举个例子,房间里有不少镜子,光信号这边反射一下,那边反射一下,多路光信号到达我手机的时间不同,会使得同一个信号在时域上变宽,甚至相邻信号互相干扰。比如本来我接受的是010,但是由于多路径色散,中间那个1在时域上展宽了很多,都快成0了,或者对两边的0造成了干扰,它们都快成1了,我手机上的接收器根本分辨不出来。那我拿着手机都快哭了。
以上是OWC的主要三个缺点。可见这些缺点非常制约它的应用。
但是!OWC还是可以用的。
3. OWC分类及应用
图2(图片来自Optical wireless communications : system and channel modelling with MATLAB)给出了OWC的分类,和接收器的类型,我就不一一翻译了。
重点在于(d),我觉得这个应用前景很广,例如图3(图片来自Optical wireless communications : system and channel modelling with MATLAB),尤其是在保密性要求较高的公司单位。
此外,高铁、飞机等民用领域,军用通信领域,都有较高的可行性。
4. 研究进展。
(1)系统及器件:
介于我对OWC应用的判断局限于室内、点对点的通信,因此相关的调制器、解调器、接收器都已经有现成的了,现在的研究也能达到很高的调制方式(比如64QAM)、很高的信息传输速率(例如32Gbaud)、较低的误码率(<1e-3等其他FEC limit)和较长的传输距离(>6000km)。
至于路由器,我觉得光电转换都不需要了,直接一个transceiver加一个beam steering/shaping 的天线类似物就可以了。
(2)进展举例:
2008年,1.28Tbps(32个信道,每个信道40Gbps的WDM系统),传输距离212m,眼图和BER结果都很好。根据文章内容,他们是说6个小时没有一个错误!!!太可怕。我测BER都是传3Tbits没有一个错误就可以说是95%的可能性是error free了,他们这个结果比较可怕的。(文章传送门:IEEE Xplore Abstract)
这本书(Optical wireless communications : system and channel modelling with MATLAB)里提到的,10Gbps的卫星之间的无线光通信。
其他的,百度或Google都能搜到的日本的研究进展;复旦的1W LED光源使4台电脑上网,平均信息传输速度是150Mbps;还有光启的一个产品(传送门:光子覆盖解决方案),至于这个我也不是很了解,居然已经做出产品了?感觉很厉害的样子啊。
感谢@龙运 的提示,华中科技大学的J. Wang等人做到了>1Pb/s的无线光通信系统(传送门:IEEE Xplore Abstract)。感觉这篇文章的亮点在于OAM和拼速度,具体关于OAM和OFDM我不是很懂,就不多介绍啦。
以上大体就是这次的答案了,比较枯燥。
还能看到这里的,给个赞吧~
0. 写在前面:
我的专业是Photonics相关,前一段时间接触过无线光通信(Optical wireless communications, OWC)。但是和题主所说可见光通信不同,所用波段为C-band(1530 nm - 1565 nm),而可见光一般在大约400 nm - 760 nm。C波段是目前光纤通信常用波段,为了避免连篇累牍,它的优点和目前的研究进展我就不详细说了。
此外,我从本科到现在学的都是光学,关于射频(RF)波段的通讯我懂得少,所以这个答案大部分谈一下OWC的内容。有什么错误欢迎批评指正。
最后,本答案内容枯燥,可以直接看每个小点最后的结论。
1. RF通信的缺点 和 OWC的优点 对比
(1)OWC信息传输速率更高(就是咱们平常上网的100Mbps这种传输速率)。
一般RF通信采用的载波频率为:几百MHz~几GHz。可利用的带宽为0(DC)~两倍的载波频率。例如,移动通信如果用800MHz载波频率,那么可利用带宽(并非真实带宽)为0~1.6GHz,实际带宽应该小于或远小于此。根据傅里叶变换和信号的波形,例如信号是高斯型(很低级的,不知道现在用什么型)的话,频域上的带宽和时域上的线宽的乘积为0.44,其他型的乘积结果不同,但基本都是固定值。
那么800MHz的载波频率,理想情况下df=1.6GHz的频域带宽,高斯型信号的情况下,时域上线宽约为dT=0.44/df=2.8e-10秒,那么理想情况下的信息传输速率为1/dT=3.5 Gbps。看着很吓人吧,其实实际上没这么高,具体原因看(2)。
如果换成光信号呢?一般用193.1THz的载波频率(1552.52nm)进行光纤通信和无线光通信,那么df=386.2THz,高斯线型情况下,dT=0.44/df=1.14e-15秒,信息传输速率为1/dT=880 Tbps。当然实际上也不会这么高的吓人。
结论1:信息传输速率和载波频率成正比。OWC载波频率在约200THz左右,RF通信载波频率在800MHz左右,理论上OWC的信息传输速率约为RF通信的2.5e5倍。
(2)RF通信的频段越来越拥挤,license成本越来越高(不好意思不知道license这里应该怎么翻译)。
RF频段就那么一点(参见图1,图片来自百度百科),现在对信息传输速度要求高,频率高的部分用的多,拿中国来说,一部分给移动,一部分给电信,一部分给联通。那么用户越来越多了,怎么办。
比如,我用的号码所在频率是800MHz,下一个号码所用频率是801MHz(实际情况可能更窄),上一个号码是799MHz,那我的带宽就剩2MHz了,要不就发到别人手机上了。根据(1)中的计算,我的信息传输速率只有4.5Mbps左右了!
用户越来越多,我的下一个号码变成800.5MHz了,上一个是799.5MHz,好吧我的传输速率要打对折了……
总理大大都说了,一个月交那么多钱,速度还是上不去,坑爹呢!
移动说了,不行啊我要开新坑,那又要批个波段给你,要搞license,很复杂的,成本也很高。
OWC就没有这个问题了。根据 @看风景的蜗牛君提到的,虽然可见光和红外光波段根本穿不过墙、楼、人体,那么我就不需要考虑波段冲突的问题。你在A房间用193.1THz,我在你隔壁还能用这个频率,根本不会互相干扰。由于不需要运营商批个频段给我用,那这些都是我的,那我的信息传输速度要逆天了!理论上(1)中提到的 880 Tbps可以实现,但是由于存在波分复用等技术,实际的信息传输速度还是比这个要低很多,但是几个Gbps还是很没有问题的。
结论2:RF通信频谱越来越拥挤、license成本越来越高,而OWC不存在此问题。
(3)信息安全性问题。
RF信号容易干扰、窃听等。
OWC的光源一般是激光,相干性很强,而且光穿不过墙灯。除非你搞到相干光源,并且在同一间屋子里搞窃听(这不找挨揍么),否则很难对信息进行干扰窃听等。
结论3:OWC信息安全性不知道高到哪里去了。
2. OWC的缺点。
OWC好处大大的,可是仍然很难(注意很难,不是不能)用于移动通信,原因在于:
(1)损耗:
室外的,如高楼、人体、雾霾、雨雪,都能吸收、散射光信号;
室内的,如桌椅、人体等等,造成类似损耗。
(2)背景光的干扰:
在红外波段的OWC还好,可见光通信更容易受到干扰。
霓虹灯的光、家里遥控器的光、灯光等等,都会对OWC和可见光通信造成干扰。
(3)多路径色散:
举个例子,房间里有不少镜子,光信号这边反射一下,那边反射一下,多路光信号到达我手机的时间不同,会使得同一个信号在时域上变宽,甚至相邻信号互相干扰。比如本来我接受的是010,但是由于多路径色散,中间那个1在时域上展宽了很多,都快成0了,或者对两边的0造成了干扰,它们都快成1了,我手机上的接收器根本分辨不出来。那我拿着手机都快哭了。
以上是OWC的主要三个缺点。可见这些缺点非常制约它的应用。
但是!OWC还是可以用的。
3. OWC分类及应用
图2(图片来自Optical wireless communications : system and channel modelling with MATLAB)给出了OWC的分类,和接收器的类型,我就不一一翻译了。
重点在于(d),我觉得这个应用前景很广,例如图3(图片来自Optical wireless communications : system and channel modelling with MATLAB),尤其是在保密性要求较高的公司单位。
此外,高铁、飞机等民用领域,军用通信领域,都有较高的可行性。
4. 研究进展。
(1)系统及器件:
介于我对OWC应用的判断局限于室内、点对点的通信,因此相关的调制器、解调器、接收器都已经有现成的了,现在的研究也能达到很高的调制方式(比如64QAM)、很高的信息传输速率(例如32Gbaud)、较低的误码率(<1e-3等其他FEC limit)和较长的传输距离(>6000km)。
至于路由器,我觉得光电转换都不需要了,直接一个transceiver加一个beam steering/shaping 的天线类似物就可以了。
(2)进展举例:
2008年,1.28Tbps(32个信道,每个信道40Gbps的WDM系统),传输距离212m,眼图和BER结果都很好。根据文章内容,他们是说6个小时没有一个错误!!!太可怕。我测BER都是传3Tbits没有一个错误就可以说是95%的可能性是error free了,他们这个结果比较可怕的。(文章传送门:IEEE Xplore Abstract)
这本书(Optical wireless communications : system and channel modelling with MATLAB)里提到的,10Gbps的卫星之间的无线光通信。
其他的,百度或Google都能搜到的日本的研究进展;复旦的1W LED光源使4台电脑上网,平均信息传输速度是150Mbps;还有光启的一个产品(传送门:光子覆盖解决方案),至于这个我也不是很了解,居然已经做出产品了?感觉很厉害的样子啊。
感谢@龙运 的提示,华中科技大学的J. Wang等人做到了>1Pb/s的无线光通信系统(传送门:IEEE Xplore Abstract)。感觉这篇文章的亮点在于OAM和拼速度,具体关于OAM和OFDM我不是很懂,就不多介绍啦。
以上大体就是这次的答案了,比较枯燥。
还能看到这里的,给个赞吧~
知乎用户、本杰明、Desmond Zhou 等人赞同
既然你都说6GHz以上的无法使用,那么为什么你会觉得远超6GHz的可见光能用呢?
既然你都说6GHz以上的无法使用,那么为什么你会觉得远超6GHz的可见光能用呢?
首先认真的回答一下题主的问题,移动通信不用可见光波,很大一部分原因是穿透性太弱,衰减太快,不适合较长距离和复杂建筑环境的通讯。 但是这里所说的缺点在其他具体场景中就可能变成优点,可见光通讯( Li-Fi )也是研究的一个方向。例如室内的可见光通讯安… 显示全部
首先认真的回答一下题主的问题,移动通信不用可见光波,很大一部分原因是穿透性太弱,衰减太快,不适合较长距离和复杂建筑环境的通讯。
但是这里所说的缺点在其他具体场景中就可能变成优点,可见光通讯( Li-Fi )也是研究的一个方向。
例如室内的可见光通讯安全性比起目前的wifi要高的多,毕竟把窗帘一拉门一关就可以封闭起来了嘛;
随着LED照明灯具的普及,将来的信号就可以直接加载到光波中,只要有灯就有信号,不再需要路由器等其他装置;
比起目前的通信频段,可见光频谱宽度更大,这意味着可见光通信理论上可以实现更快的传输;
……
可以看出,在一些具体的应用环境下,可见光通信是很有前景的。题主有这个想法很好啊,去读个研究生嘛,早日把它商品化,造福人类啊!
但是这里所说的缺点在其他具体场景中就可能变成优点,可见光通讯( Li-Fi )也是研究的一个方向。
例如室内的可见光通讯安全性比起目前的wifi要高的多,毕竟把窗帘一拉门一关就可以封闭起来了嘛;
随着LED照明灯具的普及,将来的信号就可以直接加载到光波中,只要有灯就有信号,不再需要路由器等其他装置;
比起目前的通信频段,可见光频谱宽度更大,这意味着可见光通信理论上可以实现更快的传输;
……
可以看出,在一些具体的应用环境下,可见光通信是很有前景的。题主有这个想法很好啊,去读个研究生嘛,早日把它商品化,造福人类啊!
Desmond Zhou、知乎用户、知乎用户 赞同
为毛要扯那么多题主的疑惑是“既然6GHz以上的无线电波遇到障碍物就无法穿过,为什么不直接使用光波段来进行通信呢?”光波的穿透性更差啊。。。有什么资格去代替无线电?
为毛要扯那么多
题主的疑惑是“既然6GHz以上的无线电波遇到障碍物就无法穿过,为什么不直接使用光波段来进行通信呢?”
光波的穿透性更差啊。。。有什么资格去代替无线电?
题主的疑惑是“既然6GHz以上的无线电波遇到障碍物就无法穿过,为什么不直接使用光波段来进行通信呢?”
光波的穿透性更差啊。。。有什么资格去代替无线电?
有光的。只是都在玩玩阶段,应用还得克服问题。G赫兹就是我们用的WIFI,工业用LC回路最高频就是G了,说实在的民用检波示波器最高也就几十G了。因为再高得刻出微电容,C型LC回路,就是光导天线阵列。实验室玩的微纳技术。T赫兹问题多多,T赫兹做通信问题是功… 显示全部
有光的。只是都在玩玩阶段,应用还得克服问题。
G赫兹就是我们用的WIFI,工业用LC回路最高频就是G了,说实在的民用检波示波器最高也就几十G了。因为再高得刻出微电容,C型LC回路,就是光导天线阵列。实验室玩的微纳技术。
T赫兹问题多多,T赫兹做通信问题是功率和成本。下转换和光导天线都是转换效率太低,载波发射功率不够;量子级联激光器是够,120美元一个也不贵(几年前的),但是要低温,还不可调协;可调谐功率又高的是自由电子激光器…我还得配个电子加速器?加速器一启动就够我考一回雅思了。
还有T赫兹波导也是问题,长距离得克服损耗……一堆不靠谱的,蚕丝陶瓷…连纸斗上了…也就是实验室短距离玩玩。有人做狭缝波导降低损耗,再看吧。
红外是大气窗口的问题。所以玻璃光纤嘛。
紫光和海洋窗口吻合,还在军用实验阶段,潜艇卫星通信。
至于无线电有个巨大的军用优势—人家可以被电离层反射。打起仗就算是美军,他能破坏北京上方的电离层,不让无线电反射么?不能。但是我一把铁锹regardless他加州同轴电缆也好长岛地下光纤也罢,老夫一锹铲断。
就知道这么多了。还有记忆中错误的斧正啊。
G赫兹就是我们用的WIFI,工业用LC回路最高频就是G了,说实在的民用检波示波器最高也就几十G了。因为再高得刻出微电容,C型LC回路,就是光导天线阵列。实验室玩的微纳技术。
T赫兹问题多多,T赫兹做通信问题是功率和成本。下转换和光导天线都是转换效率太低,载波发射功率不够;量子级联激光器是够,120美元一个也不贵(几年前的),但是要低温,还不可调协;可调谐功率又高的是自由电子激光器…我还得配个电子加速器?加速器一启动就够我考一回雅思了。
还有T赫兹波导也是问题,长距离得克服损耗……一堆不靠谱的,蚕丝陶瓷…连纸斗上了…也就是实验室短距离玩玩。有人做狭缝波导降低损耗,再看吧。
红外是大气窗口的问题。所以玻璃光纤嘛。
紫光和海洋窗口吻合,还在军用实验阶段,潜艇卫星通信。
至于无线电有个巨大的军用优势—人家可以被电离层反射。打起仗就算是美军,他能破坏北京上方的电离层,不让无线电反射么?不能。但是我一把铁锹regardless他加州同轴电缆也好长岛地下光纤也罢,老夫一锹铲断。
就知道这么多了。还有记忆中错误的斧正啊。
真的是,都在嘲笑题主,这东西有应用前景啊,想象一下所有路灯都是可见光Li-Fi热点,所有汽车都能接收,公路就是信息高速啊!所有车互联啊!永远在线啊!车灯也变Li-Fi热点,前后车直接沟通啊!语音通话还是碰撞预警随你设计啊!干嘛非把应用场景限定在室内… 显示全部
真的是,都在嘲笑题主,这东西有应用前景啊,想象一下所有路灯都是可见光Li-Fi热点,所有汽车都能接收,公路就是信息高速啊!所有车互联啊!永远在线啊!车灯也变Li-Fi热点,前后车直接沟通啊!语音通话还是碰撞预警随你设计啊!干嘛非把应用场景限定在室内呢?
苏西坡、知乎用户 赞同
可见光的频率是3.8×10^14~7.9×10^14Hz,(1G是10^9) 波束的定向性太强,在环境中衰减太快,再说也没有这么快的处理器可以用传统的方式调制和解调信号。
可见光的频率是3.8×10^14~7.9×10^14Hz,(1G是10^9) 波束的定向性太强,在环境中衰减太快,再说也没有这么快的处理器可以用传统的方式调制和解调信号。
匿名用户
知乎用户、知乎用户、知乎用户 等人赞同
题主被一些人嘲笑了啊。。。。。其实可见光通讯(Li-Fi) 是一个严肃的研究方向。复旦有一个小组就实现了用一盏日光灯让房间内的电脑处于联网状态。当然,新技术开发总会遇到些瓶颈。题主若是本科生并有兴趣做这个研究的话,可以考虑在那里读个博士。
题主被一些人嘲笑了啊。。。。。
其实可见光通讯(Li-Fi) 是一个严肃的研究方向。复旦有一个小组就实现了用一盏日光灯让房间内的电脑处于联网状态。当然,新技术开发总会遇到些瓶颈。题主若是本科生并有兴趣做这个研究的话,可以考虑在那里读个博士。
其实可见光通讯(Li-Fi) 是一个严肃的研究方向。复旦有一个小组就实现了用一盏日光灯让房间内的电脑处于联网状态。当然,新技术开发总会遇到些瓶颈。题主若是本科生并有兴趣做这个研究的话,可以考虑在那里读个博士。
不知道你说的是不是类似我做的这个小东西 其中那个LED把音响线的电信号转成光信号,再用光电二极管转换成电信号播出来再加一张其实电路大部分是在放大信号.真正用在类似于LiFi那样的用光传递信号的部分很简单,还有一堆线是连接MyDAQ连电脑示波器的 显示全部
不知道你说的是不是类似我做的这个小东西 其中那个LED把音响线的电信号转成光信号,再用光电二极管转换成电信号播出来
再加一张
其实电路大部分是在放大信号.真正用在类似于LiFi那样的用光传递信号的部分很简单,还有一堆线是连接MyDAQ连电脑示波器的
再加一张
其实电路大部分是在放大信号.真正用在类似于LiFi那样的用光传递信号的部分很简单,还有一堆线是连接MyDAQ连电脑示波器的
波长太短无法传播是一方面,另一方面也无法通过fiber传播。因为现在还没有研制出几乎不吸收可见光波段光的材料。(现在光纤每公里损耗能达到0。15Db
波长太短无法传播是一方面,另一方面也无法通过fiber传播。因为现在还没有研制出几乎不吸收可见光波段光的材料。(现在光纤每公里损耗能达到0。15Db
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实际上现在的主干网络都是信息都是光波传输的..只不过对应不同的终端转化不同形式接受罢了.. 不久前有出了个Li-Fi..不过实用性上就不大看好了..当然报道上着重说了“安全性”光波有两个特性..使其不能很好的作为无线传播媒介..1)直线传播2)无法穿透非透明… 显示全部
实际上现在的主干网络都是信息都是光波传输的..只不过对应不同的终端转化不同形式接受罢了.. 不久前有出了个Li-Fi..不过实用性上就不大看好了..当然报道上着重说了“安全性”
光波有两个特性..使其不能很好的作为无线传播媒介..
1)直线传播
2)无法穿透非透明物体
就以Li-Fi举例(没实际看过运用,大概知道原理,以下属于猜测实际运用上可能存在问题)
1)无法穿透,即至少每个房间都需要有一个可以作为Li-Fi信号发射的灯泡..等于每个房间都要装个路由器..而传统无线路由一个房子只需要装一个..大不了装个什么信号放大的卫星路由也都够了
2)然而如果房间内有灯照不到的地方估计就收不到信号..即只能在有光照到接收端才能上网..那么晚上睡觉前关灯后就没信号了,或者说手机被东西遮盖之后就没有信号了..
3)家用Wi-Fi的网速已经可以达到100Mbps.只需要买好一点的路由.当然也要移动设备支持AC频段..问题就来了,Li-Fi即便能上1Gbps..但实际上家用的宽带根本没有那个高..那也没办法赢过Wi-Fi..
4)安全性..这个是建立在Li-Fi根本无法穿墙的情况下,但是如果家里有窗..那样信号依然可能传到屋子外边去..那么其实跟Wi-Fi也就是半斤八两的关系..
目前有很多研究方向,但是无线通信载波频率,其实就像CPU制程..总会有一个物理极限..这个物理极限估计短时间内是没有办法突破的.. 而据我老师所说目前无线通信比较火的领域是太赫兹(Tera Hertz,THz)有兴趣可以自己了解一下
(ps.随着光波频率的上升,本身能量也越大,对人的潜在危害也会增大..)
光波有两个特性..使其不能很好的作为无线传播媒介..
1)直线传播
2)无法穿透非透明物体
就以Li-Fi举例(没实际看过运用,大概知道原理,以下属于猜测实际运用上可能存在问题)
1)无法穿透,即至少每个房间都需要有一个可以作为Li-Fi信号发射的灯泡..等于每个房间都要装个路由器..而传统无线路由一个房子只需要装一个..大不了装个什么信号放大的卫星路由也都够了
2)然而如果房间内有灯照不到的地方估计就收不到信号..即只能在有光照到接收端才能上网..那么晚上睡觉前关灯后就没信号了,或者说手机被东西遮盖之后就没有信号了..
3)家用Wi-Fi的网速已经可以达到100Mbps.只需要买好一点的路由.当然也要移动设备支持AC频段..问题就来了,Li-Fi即便能上1Gbps..但实际上家用的宽带根本没有那个高..那也没办法赢过Wi-Fi..
4)安全性..这个是建立在Li-Fi根本无法穿墙的情况下,但是如果家里有窗..那样信号依然可能传到屋子外边去..那么其实跟Wi-Fi也就是半斤八两的关系..
目前有很多研究方向,但是无线通信载波频率,其实就像CPU制程..总会有一个物理极限..这个物理极限估计短时间内是没有办法突破的.. 而据我老师所说目前无线通信比较火的领域是太赫兹(Tera Hertz,THz)有兴趣可以自己了解一下
(ps.随着光波频率的上升,本身能量也越大,对人的潜在危害也会增大..)
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