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传输率高达9Gbit/s,让雷射光Li-Fi亮瞎你的眼

时间:01-05 来源:新电子 点击:

Li-Fi(Light Fidelity)光通讯技术大跃进。多媒体数位内容高速串流需求日益高涨,不少技术研究单位及科技公司已纷纷投入Li-Fi可见光无线通讯技术开发;台湾大学光电所利用雷射光同调性(Coherence)高与调变频宽大等优势,开发出雷射光Li-Fi技术,可实现高达9Gbit/s的传输速率,较现今基于LED的Li-Fi光通讯效能更优。

台湾大学光电工程学研究所暨电机工程学系教授兼所长林恭如(图右)表示,雷射光通讯可达到高速传输的效能,但如何在不伤眼球的情况下又达到高速传输为一大考验;图左为纪裕杰博士。

台湾大学光电工程学研究所所长暨电机工程学系教授林恭如表示,全球通讯领域的发展是走向"三网合一",亦即电信网路、电脑网路和有线电视的网路合一,尤其是有线电视与电脑网路要因应多媒体数位内容的串流服务,通讯容量和速度的要求更为惊人。有鉴于此,雷射光通讯技术孕育而生,雷射光通讯具有较高的光子同调性,能够容纳数据的频宽更大,可支援达9Gbit/s的通讯传输。

林恭如进一步指出,Li-Fi起初主要是以LED为基础,透过LED本身可以达到照明的功效,同时亦可透过LED当载波做为无线通讯基础。然而,LED受限于较多的频率分量和随机放射的光子同调性太低,目前它的传输都一直局限于1GHz以下的通讯速度。

台湾大学光学工程学研究所独立博士后研究学者纪裕杰补充说明,光源的通讯频宽某个程度上受到同调性的影响,雷射同调性高,发出来的光方向一致。这种同调性也就决定了雷射的同调频宽(Coherence Bandwidth),而调变频宽能决定传输资料的容量,所以频宽能够比LED高出许多。

值得注意的是,雷射光会伤害人的眼睛,人在直视照明光源的时候,眼睛直视雷射蓝光的残存量不能超过某一个功率值,若超过某一个功率值,则会产生眼球视网膜病变。林恭如不讳言,目前雷射光通讯最大的挑战,就是维持蓝光雷射分量在可见光照明光源里,却又不伤眼;换言之,就是要达到良好的通讯品质跟高通讯容量,又不伤害到人体。

若要使雷射光通讯在人体眼球可接受的光源,就必须将雷射蓝光转换为白光,纪裕杰提到,将蓝光转为白光的方式有两种,其一是在蓝光雷射上加入黄色的萤光粉,改变光的颜色,其二则是利用RGB三种颜色的雷射光混色做出白光,这两种做法各有优缺点。他强调,雷射光转换成白光还需要加上散光器(Diffuser)让它散光,但散光的角度又会受到限制,此外,散光的同时本身还需残留一些蓝光,因为通讯本身需要蓝光成分来传输,而蓝光则会造成眼球病变,如何拿捏之中的平衡是一大考验。

林恭如透露,在世界各国,特别是欧盟所谓的RG1、RG2的标准,即为评断雷射光蓝光残存量功率值的统一标准。现阶段,交通大学光电系教授郭浩中已有更新元件,能帮助光速扩散和频谱拓展的效能,未来将有机会让蓝光的残余量能够符合欧盟定义的严苛标准。

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