واحد رصد

معرفی فناوری

مخابرات نوری فضای آزاد که در بعضی مواقع مخابرات بی‌سیم نوری یا OWC;Optical Wirless Communication و همچنین مخابرات نور مرئی یا VLC; Visible Light Communication  نامیده می‌شود، روشی برای انتقال اطلاعات بین دو نقطه است که از نور مدوله شده مرئی یا نزدیک مرئی استفاده می‌کند. بر خلاف مخابرات رادیویی که امواج قادر به عبور از اشیاء هستند، این نوع از مخابرات نیازمند دید مستقیم بین فرستنده و گیرنده می‌باشد. بنابراین این نوع مخابرات از لحاظ شنود بسیار امن است.  برای این فناوری سه طول موج شناخته شده است که علاوه بر رایگان بودن، نسبت به امواج الکترومغناطیس ایمن هستند. بنابراین به دلیل بالا بودن نرخ داده، هزینه کم و همچنین طیف آزاد (بدون نیاز به مجوز) راه حلی جذاب برای کاربر نهایی محسوب می‌شود. همچنین ویژگی های منحصر به فرد FSO آن را برای سایر کاربرد ها هم جذاب کرده است. کاربردهایی از قبیل شبکه ­های شهری، شبکه­ های محلی و سازمانی، استفاده به عنوان ارتباط اضطراری به هنگام حوادث طبیعی و غیره از این دست هستند.

با ظهور مخابرات فضای آزاد نوری، جایگزینی مناسب برای مخابرات رادیویی در شرایطی که نیاز به پهنای باندی بالاست، معرفی شد. در واقع این شاخه از مخابرات تحولی عظیم در صنعت ارتباطات راه دور ایجاد کرد و سبب شد تا خیل عظیمی از صنعتگران رو به این فناوری مدرن و تحسین برانگیز بیاورند و اکنون به فناوری روز و به شدت مورد بحث در مراکز تحقیقاتی مهم جهان بدل شود. بدین گونه مخابرات نوری فضای آزاد با سودمندی­های فراوان خود نقطه عطفی را در صنعت ارتباطات ایجاد کرده است.

چالشهای فناوری

- هزینه نصب بالا

- شرایط متغیر جوی و احتمال خطا (ابر، مه، باران)

- محدودیت­های ایمنی

 - احتمال قطع اتصال

- ترازبندی فرستنده و گیرنده

- محدودیت دامنه

مزایا و معایب فناوری

از مهمترین مزایای ارتباطات فضای آزاد نوری می­توان به پهنای باند زیاد آن اشاره کرد. ارتباطات فضای آزاد نوری عموما در مرتبه چند گیگابیت در ثانیهGbps می باشند، که بسیار بیشتر از سرعت مخابرت بیسیم رادیویی است. برخلاف مخابرات رادیویی، ارتباطات فضای آزاد نوری ارتباطات نقطه به نقطه می­باشند و همین امر موجب امنیت این ارتباطات نسبت به مخابرات رادیویی می­شود. مزیت دیگر این ارتباطات نسبت به مخابرات بیسیم رادیویی این است که برای برقراری این ارتباطات نیاز به گرفتن مجوز نیست و اصطلاحا به آنFree License می­گویند. یکی دیگر از مهمترین مزایای سیستم­های فضای آزاد نوری بحث سادگی پیاده سازی آن­ها به خصوص نسبت به فیبر می­باشد، نصب و راه اندازی این سیستم ­ها به کمتر از چند ساعت نیاز دارد. مخابرات فضای آزاد نوری با استفاده از نور به عنوان حامل پیام به دلیل فرکانس بسیار بالای آن، قادر است­به صورت همزمان صدا و تصویر و داده را تا سرعت ۱0گیگابایت بر ثانیه منتقل کند. علاوه بر این امواج الکترومغناطیسی دیگر نیز نمی­­توانند به عنوان نویز بر عملکرد این سامانه تاثیر مخرب بگذارند و همچنین با امواج ماکروویو و دیگر سامانه ­­های رادیویی ایجاد تداخل نمی­ کند. از دیگر مزایای این سامانه فراهم کردن ارتباطی دو طرفه است، به این معنی که همزمان با دریافت اطلاعات، گیرنده می­تواند اطلاعات خود را به فرستنده ارسال کند.عدم نیاز به فیبر نوری در این مخابرات سبب گشته تا هزینه ­های جاری ناشی از آن به حداقل برسد. لذا می توان با هزینه­ ای کم، مخابراتی پهن باند با امنیتی بالا فراهم آورد.

با این حال این سامانه با همگی این مزایایی که دارد همانند سایر سامانه­های ارتباطی از محدودیت­هایی رنج می­برد. عواملی همچون تداخل با نور خورشید، ذرات معلق در جو و نوسانات جوی به شدت کیفیت سیگنال ارسالی را تحت ناثیر قرار می­دهد. همچنین به دلیل دید مستقیم بودن، این ارتباط به شدت به لرزش­های فرستنده و گیرنده حساس است. 

کاربردها:

- مخابرات ماهواره‌ای

- مخابرات شهری

- مخابرات خصوصی (امن)

- مخابرات شرایط بحران

- مخابرات نظامی امن

تاریخ های مهم آینده

- مجموع بازار FSO  و VLC  تا سال 2022 به 16 میلیارد دلار می رسد

- پیش بینی می شود بازار FSOدر دنیا بینسالهای 2017 تا 2022به صورت سالانه حدود 41 درصد رشد خواهد داشت.

- بازارFSOدر سال 2015 حدود 80 میلیون دلار بوده است که پیش بینی می‌شود در سال2017 به 212 میلیون دلار و در سال 2022 به حدود 2 میلیارد دلار برسد.بیشترین رشد FSO به ترتیب در امریکا، اروپا، آسیاواقیانوسیه باشد.

- همچنین پیش‌بینی می‌شود بیشترین کاربرد این فناوری تا سال 2022 استفاده از آن درمراقبتهای سلامت ، شرایط خطرناک محیطی، مخابرات نظامی و ماهواره‌ای باشد.

- بازار VLC  نیز با رشد سالانه 63% از 1.3 میلیارددلار سال 2017 به 14.9 دلار درسال 2022 خواهد رسید.