現代世界正在迅速成為無線紅外世界

諸如光纖之類的基于光學的技術已經極大地影響了有線通信的時代。現在，他們看起來也將徹底改變無線通信，并通過使用可控的窄紅外光束以節能高效和安全的方式分別向用戶設備發送大量數據，從而解決傳統基于無線電的方法的關鍵問題。埃因霍溫科技大學的研究人員正在開發紅外無線通信的新方法，該方法可能會永遠改變我們訪問數據的方式。

現代世界正在迅速成為無線紅外世界!到目前為止，室內和室外的大多數無線通信都是基于無線電的。盡管信號調制技術可以將更多數據壓縮到有限的射頻頻譜中，而空間復用可以將多個數據信號合并為一個信號而又不需要更多頻譜，但我們仍在努力滿足指數級增長的數據需求。

解決方案可以是光學無線通信，它使用從幾百納米到幾微米的寬光譜范圍的光波長，包括可見光和紅外輻射。Ton Koonen和光子集成研究所的研究人員正在設計原型系統，其容量是當前共享WiFi系統的2000倍。他們已在皇家學會《哲學交易》 A(世界上最古老的進行中的科學雜志)的主題論文“光學無線通信”的受邀論文中介紹了他們的工作。艾薩克·牛頓(Isaac Newton)的第一篇論文“關于光和顏色的新理論”于1672年在同一期刊上發表。

可轉向的

窄光束的光學無線通信具有許多優勢;與無線電波相比，它們易于引導，更節能，延遲時間更短(發出命令開始數據傳輸后開始數據傳輸之前的延遲)，每個用戶的容量顯著增加，并促進更大的數據傳輸和用戶的通信隱私。

重要的是，波長超過1400 nm的紅外無線通信對眼睛安全，因為這些波長的光永遠無法到達眼睛的視網膜，因為它會被晶狀體和眼內液體玻璃體液的結合物吸收。因此，人眼安全規定允許自由空間中的紅外光束比可見光束承載更多的功率，這在數據傳輸方面是一個好兆頭。

對于室內無線通信，攜帶數據的紅外信號很容易操縱。這意味著單個光束可以通過一條非共享的通信鏈路精確地定向到單個設備，以例如提供128個單獨的信號，每個信號承載高達112 Gbit s -1的信號，如Koonen的實驗室所示。相比之下，共享WiFi系統最多可提供7 Gbit s -1，比可控紅外系統小3個數量級。

高效節能

在他們的室內紅外無線系統中，光束由來自中央通信控制器(CCC)的光纖承載。當光束到達房間時，它們會使用基于天花板的筆形輻射天線(PRA)傳輸到預期的設備。但是，紅外無線通信的一個缺點是，它要求PRA和接收設備之間具有清晰的視線(LoS)，否則光束將無法到達設備。因此，如果不存在LoS，則包括多個PRA以從不同方向傳輸信號。

轉向過程中的能源效率通過使用無源方法來轉向紅外光束來確保。這樣的方法不需要外部動力，并且可以提供更快的轉向速度并且更易于放大。一種這樣的方法涉及結合波長衍射功能來調節光的波長。光柵被設計成在特定方向上衍射特定波長，其中波長和相關光束的數量受到激光二極管發射器調諧范圍的限制。