微型化自由空間光學　突破物理限制高速無線通信

編譯／高晟鈞

在依賴高速互聯網和無線通訊的世界中，缺乏可靠的光纖連接將成為一個重大障礙。幸運的是，一種名為「自由空間光學通信」（Free Space Optical Communication,簡稱FSO）的尖端技術，為那些無法使用光纖連接的地區提供一個可靠的替代方案。

FSO因其在各種不同規模應用的多功能性而備受關注。在全球方面，他在建立串聯高速衛星的互聯網計畫扮演著至關重要的角色。另一方面，FSO在災難復原、軍事通訊也是相當具有吸引力的選擇。

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小型化FSO系統

近期，來自南京大學的研究人員開發了一種小型化的FSO系統，這項重大的技術突破有望徹底改變高速無線通信領域。

小型化的FSO系統核心包括一對FSO設備，尺寸為45cm x 40cm x 35cm，重量為9.5公斤，功耗約為10瓦。每個系統都搭載一個光學收發器模組、一個採集、指向、追蹤（APT）的裝置，及控制器，並全部密封在一個堅固的盒子內，以便在室外操作。APT 裝置以其低衍射光學設計和高效的 4 級閉環回饋控制系統而脫穎而出。

卓越的性能

FSO系統透過整合多個感測器和複雜的演算法，可以在短短10分鐘內實現自動、快速、高精度的精細追蹤。這種精確度將追蹤誤差保持在令人印象深刻的3微弧度（μrad），使一公里線路中的損耗僅為13.7分貝。這種優秀的精確度也使其免除了對於光學放大技術的需求。更值得注意的是，FSO系統僅使用一般的商用收發器模組，即可在一公里線路上實現平均9.27Gbps的雙向資料傳輸速率。

這項研究的影響是深遠的。小型化的FSO系統突破了物理和地理限制，真正地釋放了高速無線通訊的潛力。展望未來，這些設備將成為FSO系統中隨插即用的硬件，在幾分鐘內建立高速FSO通道。

資料來源:TechXplore

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