按 Enter 到主內容區
:::

經濟部智慧財產局Logo

:::

一分波多工自由空間光傳輸系統

一分波多工自由空間光傳輸系統

可見光雷射傳輸 改寫無線網路通訊技術
臺北科技大學特聘教授呂海涵率領研發團隊,利用紅光雷射光來建構超高速率自由空間光通訊系統,不但傳輸速率比現行4G 甚至5G 等通訊技術更快,還可免除基地台電磁波危害健康的疑慮,極具創新、突破與實務之應用價值。
行動通訊日漸普及,無線上網已經深度滲透到人們的作息,現在要利用行動裝置上網,除了使用電信業者提供的3G、4G 網路之外,Wi-Fi 也是常使用的連網方式,兩者幾乎已成為日常生活中不可或缺的一部分,臺北科技大學特聘教授呂海涵表示,現代人都希望使用的電子裝置網路訊號呈滿格狀態,但連網的速度越快,代表訊號越強,可能距離無線基地台或無線網路分享器越近,又擔心其電磁波輻射是不是會對身體健康造成傷害,呈現一種矛盾心態。
這促成呂海涵投入研發的動機:「是否有其他傳輸替代方案,能夠提供人們享受高速上網的便利,且可以免於電磁波輻射的困擾?」特別是光速為所有媒介中傳輸速率最快的,傳輸時不會產生任何電磁波輻射問題,非常值得探究,於是他率領一群臺北科大的碩博研究生組成團隊展開研發。
力求創新 突破技術限制
經過約兩年半時間,臺北科大研究團隊開發了在自由空間中以光來傳送數據的自由空間光通信系統,是有史以來第一個利用紅光雷射來建構超高速率自由空間光通訊系統,不但傳輸速率每秒最高可達40 Gbps;也是第一個利用空間光調變技術結合紅光可見光雷射,提升其自由空間傳輸距離,同時提出分波多工技術來建構多重輸入多重輸出(Multiple Inputs Multiple Outputs) 的自
由空間光通訊系統。
呂海涵表示,研發時最主要困難來自於要突破傳輸速率及空氣中自由傳輸距離等限制,例如,光速傳輸由低、中、高、極高速度往上研發,速率越高,光路與電路技術瓶頸就越大,研發第一代時只達1Gbps 速度, 從1Gbps、10Gbps 進階至40 Gbps ,又花費了一年時間。該系統共設
置光的發射端與接收端,接收端設有光電轉換元件,收到雷射光訊號將轉換為電訊號,要如何精確對準光也是一大挑戰,所幸在團隊成員認真堅持下,終於在傳輸速率上有所重大性突破。
研發過程也有不為人知的辛苦面,像是雖然申請到科技部計畫,亦有產學合作案支持,讓研究得以持續推動,但為達到更高的傳輸速率,需要利用相關儀器作測試,仍因經費有限無法負擔,幸好有廠商願意出借,可是通常三、五天就得歸還,必須在短期內趕進度,團隊時常做到深夜還無法休息,學生遂自告奮勇準備睡袋,輪流在實驗室趕工,才如期歸還給廠商。
無輻射干擾 兼具效率與安全
該系統現階段已經技術移轉給業界,將來若產品問世,除了讓廣大無線上網消費者上網速度更快捷、免受電磁波威脅,並且可以應用於許多原本禁止使用電磁波的特定場所,例如:原本醫院開刀房的精密儀器易受電磁波輻射干擾、飛機起飛與降落時禁用電子通訊產品,以免影響機長
與塔台通訊影響飛安、以及怕電磁波引燃油槽的煉油廠、加油站等,未來只要改用雷射光傳輸,就不用再擔心安全問題,可說是最安全及最快速的光信號無線通訊系統,也因此獲得本屆國家發明創作獎評審青睞,勇奪發明類金牌。
對於能夠得獎,呂海涵代表團隊表達感謝之意,他認為政府設立這樣的獎勵機制,對於從事研發者是項重要的鼓勵,亦可以提升產業與學術界對臺灣專利的重視,促使更多人願意投入創新研發的行列。

  • 發布日期 : 106-05-12
  • 更新日期 : 109-02-14
  • 發布單位 : 國際事務及綜合企劃組
  • 瀏覽人次 : 483

訂閱電子報

每月寄送一次,提供我國智財權發展與新知 讓您完整掌握IP最新動態、國際趨勢

回頁首