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欧宝APP全球科学:无线光网握别“隔墙有耳”

小编 2023-10-09

  欧宝APP不管用户走到哪里,光波都能以很高的传输速率,把宽带数据送到室内的挪动数码设置上,或将这些设置发送的数据传回搜集。

  现有的无线搜集利用无线电波传输信号,让咱们离开了网线的牵造,也给咱们带来了安静隐患——无线电波会向表渗出,轻则被人盗用上钩,重则吐露局部隐私或贸易秘要。不久往后,红表线和可见光将庖代无线电波。它们不只能供给更高速的宽带搜集接入,况且无法穿墙而过,让咱们正在享用无线多媒体搜集任职的同时,不必再顾忌隔墙有耳了。

  非论是谁,也非论他利用哪一种设置,都可能正在职何时刻、任何地方借帮无线妙技传送数据——这种统统互联理念,恰是永久以后浩瀚电子工程师求之不得的方针。科技一经获得了令人注目标发扬:方今环球具有手机的人数一经打破20亿;通过条记本电脑、掌上电脑或其他数码设置,行使Wi-Fi工夫收发讯息和文献的人也少见亿之多。(Wi-Fi即无线保真工夫,是一种基于无线电波的无线局域搜集工夫,这些无线局域网点被称为“热门”。)

  越来越多的Wi-Fi用户体验到了正在室内任何地方都能上钩的容易急促。与此同时,厂商们也忙于把无线通讯效用塞进通俗固定不动的设置中,让消费者也许从远方利用和操控它们。这些Wi-Fi用户正在离开了固定维系电缆牵造的同时,也越来越生气也许享用宽带上钩任职(现正在大个别人还不得不依赖网线来得到宽带任职)。可是现有的无线搜集工夫还不尽如人意:因为指定频率周围内可用的无线带宽有限,Wi-Fi网的传输速率和频道容量均感亏折,从而影响了各样搜集多媒体任职的无线上钩速率,包罗浏览网页、视频聚会和电视影戏点播等。纵然是WiMAX这种速率更疾的新型广域无线体例,也不太合用于筑造物内部的无线宽带通讯,由于它们只可供眇幼空间内的少数几位用户利用,更紧张的是,这类体例无法保障通讯的安静牢靠。

  无线光网工夫是供给室内无线宽带的一个极具吸引力的取代计划。无线光局域网不是用无线电波无线,而是用源委编码的白色光束或红表光束来传送数据——电视机的遥控器便是用不行见的红表光发送负责信号的。无线光网体例可能把无线数码设置维系到房间内的数据端口上,而端口则连正在接入整栋住屋或大楼的高速宽带搜集上。这种目前正正在缓慢成长的新工夫具有几大上风:聚焦光束所笼盖的通讯区域(称为单位,即根本任职区域)是不受骚扰的,可认为多位用户供给简直无尽的带宽;光波与无线电波分歧,无法穿透墙壁,这就保障了通讯简直百分之百的安静;光无线体例独特适合面积较大且有多位宽带用户近隔绝职业的办公处所。

  你或者一经表传过“终末一公里”题目,它指的是把宽带任职从寰宇的高速数据通讯骨干网接入终端用户时遭遇的窘境:即使这只是悉数通讯途径中的终末一幼段,但用度之高却令人咋舌。与此仿佛,无线光网工夫要看待的是“终末几公尺”的题目,也便是怎么把宽带数据流从硬布线的音信骨干网终端传送到室内的无线年代初,酌量职员就提出了室内无线光搜集的构想,IBM公司苏黎士酌量实习室的工程师计划了第一套适用的无线光搜整体例。然而当时互联网问世不久,对无线宽带通讯的需求尚未提上日程,这项工夫正在随后十来年的时分里继续门可罗雀。然而,跟着近年来互联网令人瞠目标强劲增加,一起都改革了。

  工程师们把利用红表和白光发光二极管(LED)的无线局域网称为“光”通信体例,由于正在这类体例中,传送数据的是光波(或者说光子),而不是波长较长的无线电波和微波。现有的无线光网体例利用的是低强度的红表线,这些“光”的波长略擅长可见光,但远幼于无线电波的波长。人眼无法直接看到红表线,然而要是受到高强度红表线的映照,咱们会以为热气逼人。

  直接把发射设置瞄准回收设置时,光学维系的恶果最好——用过电视遥控器的人肯定对此深有经验。可是要正在悉数办公处所,或者机场餐厅之类的公开场地杀青互联互通,这种发射端瞄准回收端才华职业的体例就尽头不切现实了。为了杀青室内信号的齐备笼盖,无线光搜集必需让载少见据的光束散播于悉数室内空间(见右页文字框)欧宝APP。室内的任何一处地方,包罗墙壁、桌面、饮水机乃至人脸,都可能反射源委编码的红表光束,让红表线遍布于室内。如此一来,非论回收设置指向哪个对象,都能回收到红表光束。市道上的极少红表搜集产物一经利用了这种步骤,然而反射的红表光束会出现某种与回响相仿的恶果,使信号回收设置难以确定截获的信号是否真正凿凿的数据,从而导致数据遗失无线,告急束缚搜集的数据传输速率。

  为领会决回响题目,我设正在美国宾夕法尼亚州立大学的酌量幼组开垦了一种新型无线光网体例,它利用一组(而不是一条)铅笔粗细的红表光束来传送数据。这个低强度红表光束网可能笼盖悉数室内空间,每一条光束都领导肖似的信号(参见第42页文字框)。这套体例将接入室内的上钩端口与完全装备了红表回收装备的数码设置维系起来。因为室内随地都有领导着肖似信号的编码光束,用户不管怎么走动都能与搜集保留干系—— 一朝他与先前那条光束遗失干系,顿时又能同新的光束接头。因为回收装备同时回收多个齐备肖似的数据流,纠错也变得相当纯洁:只消比力一下从几条光束回收到的数据,便可确保数据的凿凿性。这种光束网可能杀青高速数据传送,传输速度可达每秒1GB,比DSL调造解调器疾了上百倍,而传输犯错率则简直为零。有了如此一套体例,室内无线宽带上钩就不再是令人头痛的困难了。

  咱们用一种所谓的“光束成型器”(beam former)把源委编码的红表信号发送出去,来创筑红表光束网。光束成型器是一种奇特的全息滤镜,可能让多条光束沿着指定的对象阔别开来。为了创造这种全息滤镜,咱们要把一幅网格图像从两个对象映照到一块便宜的光敏塑料板上。为此,咱们用一边半反射镜把含有搜集图像的光束分成两条,再通过若干光束导向镜使两条光束汇合。这套装备把统一幅网格图像以分歧角度映照正在光敏塑料板上,出现出一幅三维立体影像。当红表无线发射装备发出的编码光束穿过全息滤镜时,就会变出很多和原始编码光束一模一律的光束,组成一个三维光束网。

  红表无线局域网所采用的光束网简直组织取决于房间的方式。分歧的区域可能服从须要,用分歧样式的光束网来映照,比方扇形、长方形、齐心环形等。以普遍照明为例,像工场和办公室这种普遍处所平常须要匀称照明,而美术馆之类的地方通俗就要把辉煌会合正在绘画和雕塑作品上。同样的旨趣,无线光网也可能举行优化安排,使光束会合正在宽带用户较多的区域,而正在用户较少的地方则可能少计划极少光束。

  室内红表无线回收装备配有一个“蝇眼式”全息滤镜,可能帮帮搜聚各个数码通讯设置发送的“恢复”光束。这片滤镜可能另日自多个对象的信号不同开导到分歧的光探测器上,还能将各光束的能量集聚起来升高回收本能。(选自《举世科学》2007年第8期)欧宝APP全球科学:无线光网握别“隔墙有耳”