超高速率可見光通訊傳輸 下載一部電影0.45秒

新網記者歸鴻亭台北特稿
2014/4/16 下午 06:03:36 / 科技新知

　光是傳輸速度最快的媒介，在照明和顯示用途外，還可以空氣取代光纖作為媒介，自由傳輸光信號，比起一般微波無限速率與電磁波輻射量成正比，對人體健康有害，可見光通訊則無此問題。

國立台北科技大學光電工程系教授呂海涵超高速率可見光通訊傳輸，下載一部電影只要0.45秒。(歸鴻亭攝影)

　國立台北科技大學光電工程系教授呂海涵帶領的研發團隊選擇紅光雷射光作為可見光通訊系統的光源，這是世界上第一個研發團隊提出利用紅光雷射光來建構超高速率可見光通訊傳輸系統，不但傳輸速率可高達10Gbps、且在空氣中自由傳輸距離亦可達17.5m之遠。

　呂海涵舉例說明，一部1.5小時的電影容量大約4.5Gbit，在超高速率10Gbps可見光的傳輸下僅需約0.45秒的時間即可下載完成。此一研究開發主要貢獻在於突破可見光通訊系統 ｢傳輸速率「及 ｢空氣中自由傳輸距離｣ 兩大極限瓶頸，雙向傳輸速率達到10Gbps、距離最遠17.5公尺，遠超過國內外其他採用高亮度白光LED作為光源的系統，也讓傳輸速率70Mbps的WiMAX，和上傳50Mbps、下載100Mbps的4G LTE相形失色，利用光在空氣中傳輸取代網路線和WI-FI也不用基地台，而在國際上於此一競爭研究領域佔有一席之地。

呂海涵說明以空氣取代光纖作為媒介，沒有電磁波輻射的問題。(歸鴻亭攝影)

　他說，人們對於通訊的距離及速率的需求就不曾稍減，從早期的同軸電纜到現在的光纖通訊，對於傳輸的距離及速率不斷的提升，其中光纖通訊主要是將電訊號轉換成光訊號，光訊號再透過光纖做為傳輸介質，將訊號傳遞到達接收端，接收端在將光訊號還原回電訊號。然而近年來隨著固態照明技術的發展，可見光通訊成為新興的無線光通訊技術，使得可見光除了顯示與照明應用之外，兼具了在空氣中自由傳輸光信號功能，其中光纖通訊與可見光通訊最大差異在於傳輸介質上的不同，可見光通訊以空氣取代光纖做為傳輸媒介，並可以用來取代微波無線通訊傳輸系統，不但可以減少及防止電磁波的干擾，且在許多禁止使用電磁波的諸如醫院、飛機機艙、煉油廠場所，彌補微波無線通訊的不便。技術技轉後，最快明年上市，可望創造1億產值。

　呂海涵指出，可見光可在自由空間傳輸，不僅可解決光纖網路最後一哩的問題，避免電磁波干擾輻射，還可不用拉線，讓居家環境更舒適，超高速率可見光無線網路貴在發射器，造價約1萬元，不過整體硬體設備5萬元有找，未來商品化後，安裝在辦公室或居家，也能結合雷射筆和USB功能，隨走隨傳，將以提供的傳輸速率收費，10G每月收費約千元左右。

可見光無線通訊開燈對準信號源就有網路，不用再拉線。(科技部提供)

　由科技部支持的這項研發計畫，近3年來在光電學門指標性期刊《Optics Express》及《Optics Letters》共計發表6篇可見光通訊領域相關論文，且其中1篇論文於2012年5月榮膺《Optics Express》期刊Top Downloads第1名之殊榮。由於在超高速率可見光通訊領域豐碩的研究成果與績效獲得國內外高度的重視與肯定，因此於2014年獲選成為SPIE Fellow(Society for Optics and Photonics)，讓台灣研發團隊在學術領域上的表現獲得了國際的肯定與重視，大幅提昇台灣研發團隊的能見度與知名度，並已有部份成果技術移轉給國內光通訊相關產業公司，歷年來技轉金額新台幣320萬元，是一項成功的學術研發及產學合作典範。