技術(shù)
導(dǎo)讀:近年來(lái),對(duì)更快的數(shù)據(jù)傳輸速度的日益增長(zhǎng)的需求已經(jīng)將研究人員的注意力從帶寬有限的無(wú)線電技術(shù)轉(zhuǎn)移到光無(wú)線通信系統(tǒng),后者幾乎可以提供無(wú)限的帶寬。
紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的研究人員建議將有機(jī)發(fā)光二極管用于光無(wú)線通信,因?yàn)樗鼈儽绕胀ǖ陌l(fā)光二極管便宜,易于分配,而且環(huán)保。
可見(jiàn)光通信(VLC)系統(tǒng)是基于無(wú)線電的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的一種替代方案,具有雙重用途:它們提供室內(nèi)照明,并使用光波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。VLC使用調(diào)制光作為數(shù)據(jù)載體,而可見(jiàn)光譜則提供光。
使用VLC進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸有一些優(yōu)點(diǎn)。它提供了相當(dāng)好的帶寬;它提供了安全性,因?yàn)閴Ρ凇⒌匕搴臀蓓斪钃趿藬?shù)據(jù)傳輸波長(zhǎng),從而降低了竊聽(tīng)的風(fēng)險(xiǎn);而且它很便宜,因?yàn)樗梢院?jiǎn)單地集成到燈具中,或者,在新興的發(fā)展中應(yīng)用于顯示器和其他設(shè)備的表面。
到目前為止,VLC器件通常使用發(fā)光二極管(LED),這主要是因?yàn)長(zhǎng)ED是強(qiáng)大的光源。然而,現(xiàn)在一些研究人員認(rèn)為,LED的有機(jī)變體OLED將是一個(gè)更好的選擇。OLED更便宜,更容易銷售。例如,它們可以噴在上面,或者通過(guò)噴墨技術(shù)來(lái)傳輸。
英國(guó)的紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)指出,使用有機(jī)物的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接可以解決一些可持續(xù)性問(wèn)題。
長(zhǎng)期以來(lái),科技行業(yè)一直在努力解決如何鼓勵(lì)和經(jīng)濟(jì)地回收難以分解的傳統(tǒng)電子產(chǎn)品的問(wèn)題。例如,LED就充滿了重金屬。行業(yè)日益快速的生命周期升級(jí)加劇了挑戰(zhàn),隨著物聯(lián)網(wǎng)部署的擴(kuò)大,這些問(wèn)題可能變得更加緊迫。
OLED可能是一個(gè)解決方案,但數(shù)據(jù)傳輸速率并沒(méi)有那么高,它們的功能也沒(méi)有那么強(qiáng)大。紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的研究人員認(rèn)為,一種新型的OLED可以使VLC驅(qū)動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速度更快。值得注意的是,OLED是可持續(xù)的,因?yàn)镺LED是天然的,有機(jī)的,不含對(duì)生態(tài)不友好的重金屬。
OLED通過(guò)附加的均衡算法和波分復(fù)用技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了10 Mbps左右的速度,而不利于生態(tài)的LED則可以達(dá)到35 Gbps的正常速度。均衡是一個(gè)過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中,一個(gè)特定波段的能量被增加或減少,以平衡事物,提高數(shù)據(jù)速率和帶寬。
紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的OLED提供2.2Mbps,這對(duì)于許多類型的物聯(lián)網(wǎng)傳感器來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了。值得注意的是,這項(xiàng)技術(shù)在進(jìn)行傳輸時(shí)沒(méi)有功率密集、繁瑣的均衡過(guò)程。大學(xué)的研究人員說(shuō),他們正在使用新的信息調(diào)制技術(shù),這些技術(shù)是他們內(nèi)部在紅到近紅外(NIR)OLED上開(kāi)發(fā)的。
研究人員在一份新聞稿中說(shuō):"近年來(lái),對(duì)更快的數(shù)據(jù)傳輸速度的日益增長(zhǎng)的需求已經(jīng)將研究人員的注意力從帶寬有限的無(wú)線電技術(shù)轉(zhuǎn)移到光無(wú)線通信系統(tǒng),后者幾乎可以提供無(wú)限的帶寬。"。
一個(gè)潛在的使用案例是生物傳感,根據(jù)科學(xué)家們的說(shuō)法,植入物聯(lián)網(wǎng)傳感器是為了主動(dòng)、實(shí)時(shí)的醫(yī)療監(jiān)測(cè)。研究小組在《自然之光:科學(xué)與應(yīng)用雜志》(Nature'slight:Science and Applications journal)上發(fā)表的一篇論文稱,這些有機(jī)聚合物器件也可以很容易地以基于VLC的5G接入鏈路和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信為終端。
研究小組寫(xiě)道:"有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的使用代表了一種有效的替代品,它正受到VLC的廣泛關(guān)注。"。
研究人員稱:"這是有史報(bào)道以來(lái)最高效的,基于解決方法處理OLED的在線不合格VLC鏈路的解決方式。"