紅光通訊技術 0.45秒傳完一部電影

【本刊訊】國立臺北科技大學光電工程系呂海涵教授,以紅光雷射光作為可見光通訊系統的光源,建構傳輸速率達10 Gbps的高速率可見光通訊傳輸系統,一部一個半小時的電影容量大約1.5 Gbit,在這個系統的傳輸下僅需0.45秒就能完成。而且,此可見空通訊系統在空氣中自由傳輸的距離可達17.5公尺。此一通訊系統同時達到「傳輸速率高」和「空氣中自由傳輸距離長」的兩大目標。

可見光通訊技術為繼光纖通訊技術後新一代的技術發展,這波研究風潮隨著近年固態照明技術的發展而興起,讓可見光除了照明和顯示功能外,還多了在空氣中自由傳輸光訊號的功能。可見光通訊跟以往的光纖通訊比較,兩者最大的差異在傳輸介質的不同,從以往的光纖到直接以空氣取代。

可見光通訊其中一個的亮點在於,它可以用來取代微波無線通訊傳輸系統,減少和防止電磁波的干擾,並且在禁止使用電磁波的場所(如醫院、飛機機艙、煉油廠等)彌補微波無線通訊傳輸系統的不便。

相較於各國在光通訊研發上選擇高亮度白光LED作為光源,呂海涵教授卻與眾不同的選擇紅光,她表示因為白光LED會受限於光源頻寬和功率,因此在傳輸速率上就只能達到1 Gbps和距離5公尺左右。相對而言,紅光的頻寬卻沒有這樣的限制,因而能達到雙向傳輸速率10 Gbps,最遠距離17.5公尺。而且紅光普及度高,價格也較其他色光便宜,在量產開發上較為容易。

除此之外,呂教授的團隊也開發出特殊的光路和電路補償技術,可大幅降低紅光傳輸過程中其他光源所造成的雜訊。

該團隊已取得我國四項專利,並向中國、美國、日本申請中,並且已將部份成果技術移轉給國內光通訊相關產業公司,歷年來累積的技轉金額共達320萬元。並透過科技部所予以支持的「光纖有線電視與光通訊產學聯盟」平台運作,垂直整合光通訊產業上、中、下游,是一項成功的學術研發及產學合作典範。

展望未來,可見光通訊技術將會更進一步突破傳輸速率上限到達400 Gbps、應用於雲端伺服器巨量資料交換與傳輸。呂教授領導的研發團隊成功的掌握了超高速率(10 Gbps)可見光通訊之關鍵技術,也奠定了跨越特超高速率(400 Gbps)可見光通訊核心技術門檻的能力。

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