军事和民事当局可以从使用光线携带移动车辆之间携带信息的安全光通信系统中受益。KAUST的研究人员现在使用紫外线-B(UV-B)光进行了快速的数据传输,这提供了可见光的许多优点。
使用可见光激光器和发光二极管(led)的光通信系统受到阳光中高水平可见光的干扰。此外,发射机和接收机必须非常精确地对准,这对移动中的车辆来说是非常困难的。
“对点对点(或视线)光通信来说,精确的光束对齐是一个挑战——仅仅几毫米的微小移动就可能破坏通信连接,”博士生孙晓斌说,他与Boon Ooi和Slim Alouini教授一起参与了这个项目,以及KAUST和北京中国科学院的其他同事。“这个问题促使我们寻找一种非视距通信系统。”
这是UV-B变得有用的地方。来自阳光的UV-B主要由臭氧在上层大气中吸收,因此它不会干扰通信。此外,UV-B通过气溶胶和常见分子在不同方向上散射,这意味着信号从源点延伸出来覆盖宽面积,并且不需要精确对准。
Sun,Ooi,Alouini和同事正在开发高性能的UV-LED源和高度敏感的探测器,可快速准确地接收UV信号。在他们的最新工作中,它们使用LED将脉冲UV-B信号发送到包括两个抗反射镜头的传感器,该抗反射镜头收集并将UV-B光聚焦到光电探测器中。即使源极和探测器之间的角度增加到12度,球队也会观察到强大的动力传输,表明不需要直接的视线。此外,系统以每秒71兆比特(Mbps)的记录破坏率传输数据。
“其他组织使用不同类型的紫外线源来传输通信中相对较慢的NLOS信号,”Ooi说。“我们是第一个使用UV-B led实现数十Mbps传输的公司。”
现在,他们已经在低功率系统中证明了他们的概念,该团队计划增加光功率和灵敏度,直到他们实现远程非视距紫外通信与高数据传输速率。
“在伊本的光子和通信理论群之间的这些跨学科协作努力正在向下一个光学无线通信系统的边疆铺平道路,”Alouini说。
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