مخابرات بی‌سیم نوری کیست؟ توضیح بده.
مخابرات بی‌سیم نوری نوعی از مخابرات نوری است که در آن از نور هدایت‌نشده بصورت «رها شده در هوا» (یا در ماورای جو) استفاده می‌شود، و همچنین بدون استفاده از فیبر نوری. نور مرئی، فروسرخ یا فرابنفش ، برای حمل سیگنال بی‌سیم به‌کار گرفته می‌شوند. این فناوری به طور معمول برای ارتباطات کوتاه‌برد استفاده می‌شود؛ هرچند برای برد بلند و برد فوق‌العاده بلند نیز توسعه یافته است.سیستم‌های OWC که در باند مرئی (۷۵۰–۳۹۰ نانومتر) کار می‌کنند عموماً با ارتباطات نور مرئی شناخته می‌شوند. سیستم‌های VLC از دیودهای نوری ساطع‌کننده نور بهره می‌برند که می‌توانند با سرعت بسیار بالا چشمک بزنند بدون اینکه تأثیری در روشنایی محیط و یا دید انسان بگذارند. VLC می‌تواند به طور بالقوه در طیف وسیعی از کاربردها از جمله شبکه‌های محلی بی‌سیم، شبکه‌های شخصی بی‌سیم و سیستم‌های ارتباطی وسایل نقلیه به‌کار رود. از سوی دیگر، سیستم‌های OWC نقطه‌به‌نقطه زمینی که با ارتباط نوری فضای آزاد نیز شناخته می‌شوند، در فرکانس‌های نزدیک به فروسرخ (۷۵۰–۱۶۰۰ نانومتر) کار می‌کنند. این سیستم‌ها به طور معمول از فرستنده‌های لیزری بهره می‌برند و پیوندی مقرون‌به‌صرفه با پروتکل شفاف و نرخ داده بالا، نزدیک به ۱۰ گیگابیت بر ثانیه در هر طول موج ارائه می‌دهند و راه‌حلی بالقوه برای گلوگاه بک‌هال محسوب می‌شوند.علاوه بر این، علاقه‌مندی به ارتباطات فرابنفش به دلیل پیشرفت‌های اخیر در منابع و آشکارسازهای نوری حالت‌جامد که در طیف فرابنفش مقاوم به نور خورشید (۲۰۰–۲۸۰ نانومتر) کار می‌کنند، رو به افزایش است. در این باند فرابنفش عمیق، اثری تابش خورشید در سطح زمین ناچیز است و این امکان را فراهم می‌کند تا طراحی آشکارسازهای شمارش فوتون با گیرنده‌های زاویه دید گسترده که انرژی دریافتی بیشتری را با حداقل نویز اضافی در پس‌زمینه دریافت کند، قابل اجرا باشد. چنین طراحی‌هایی به‌ویژه در پیکربندی‌های غیرخط‌دید در فضای باز برای پشتیبانی از UVC کم‌مصرف و کوتاه‌برد مانند شبکه‌های حسگر بی‌سیم و شبکه‌های اقتضایی کاربرد دارد.تاریخچه.فناوری‌های بی‌سیم در چند دهه پایانی قرن بیستم و اوایل قرن بیست‌ویکم به‌شدت رشد کردند و به بخشی اساسی از زندگی بدل شدند. گسترش وسیع فناوری‌های فرکانس رادیویی عاملی کلیدی در توسعه دستگاه‌ها و سیستم‌های بی‌سیم بود. با این حال، بخشی از طیف الکترومغناطیسی که توسط سیستم‌های بی‌سیم استفاده می‌شود از نظر ظرفیت محدود است و مجوزهای استفاده از بخش‌هایی از این طیف هزینه‌بر هستند. با افزایش ارتباطات بی‌سیم پر داده، تقاضا برای طیف RF از عرضه پیشی گرفته و شرکت‌ها را به فکر استفاده از بخش‌های دیگری از طیف الکترومغناطیسی غیر از فرکانس‌های رادیویی انداخته است.مخابرات بی‌سیم نوری (OWC) به انتقال در محیط‌های انتشار هدایت‌نشده از طریق حامل‌های نوری: نور مرئی، فروسرخ (IR) و فرابنفش (UV) اشاره دارد. ارسال سیگنال از طریق آتش علامت، علامت دود، پرچم‌های کشتی و تلگراف سمانفور می‌تواند به‌عنوان شکل‌های تاریخی مخابرات بی‌سیم نوری در نظر گرفته شود. از زمان‌های بسیار قدیم از نور خورشید برای ارسال سیگنال‌های راه دور استفاده شده است. اولین استفاده از نور خورشید برای مقاصد ارتباطی به یونانیان و رومیان باستان نسبت داده می‌شود که از سپرهای صیقلی برای بازتاب نور خورشید و ارسال سیگنال در جریان نبردها استفاده می‌کردند. در سال ۱۸۱۰، کارل فریدریش گاوس هلیوگراف را اختراع کرد که از جفت آینه برای هدایت پرتو کنترل‌شده نور خورشید به ایستگاه دوردست استفاده می‌کرد. اگرچه هلیوگراف اولیه برای نقشه‌برداری ژئودتیک طراحی شده بود، اما در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم به طور گسترده برای مقاصد نظامی مورد استفاده قرار گرفت. در سال ۱۸۸۰، الکساندر گراهام بل فوتوفون را اختراع کرد که اولین سیستم تلفن بی‌سیم جهان بود.علاقه نظامی به فوتوفون پس از زمان بل ادامه یافت. به‌عنوان نمونه، در سال ۱۹۳۵ ارتش آلمان فوتوفونی ساخت که از لامپ رشته‌ای تنگستن با فیلتر انتقال فروسرخ به عنوان منبع نور استفاده می‌کرد. همچنین آزمایشگاه‌های نظامی آمریکا و آلمان تا دهه ۱۹۵۰ به توسعه لامپ‌های قوسی فشار قوی برای مخابرات نوری ادامه دادند. مخابرات بی‌سیم نوری مدرن از لیزر یا دیودهای نوری به‌عنوان فرستنده استفاده می‌کند. در سال ۱۹۶۲، آزمایشگاه‌های MIT Lincoln پیوند آزمایشی مخابرات بی‌سیم نوری را با دیود گالیوم-آرسنید تابنده ساختند و موفق شدند سیگنال‌های تلویزیونی را در مسافت ۳۰ مایلی منتقل کنند. پس از اختراع لیزر، مخابرات بی‌سیم نوری به‌عنوان حوزه اصلی کاربرد لیزر در نظر گرفته شد و آزمایش‌های زیادی با انواع مختلف لیزر و طرح‌های مدولاسیون انجام شد. با این حال، دستاوردهای این صنعت به طور کلی نا امید کننده بود زیرا واگرایی زیاد پرتوهای لیزر و ناتوانی در مقابله با اثرات جوی مانع از عملکرد مناسب شد. با توسعه فیبر نوری کم‌تلفات در دهه ۱۹۷۰، فیبر به گزینه بدیهی برای انتقال نوری برد بلند بدل شد و تمرکز از مخابرات بی‌سیم نوری به سمت سیستم‌های فیبر نوری تغییر یافت.وضعیت کنونی. طی دهه‌های گذشته، علاقه به مخابرات بی‌سیم نوری عمدتاً به کاربردهای نظامی مخفی و کاربردهای فضایی از جمله پیوندهای بین‌ماهواره‌ای و ارتباطات اعماق فضا محدود بود. نفوذ مخابرات بی‌سیم نوری به بازار انبوه تاکنون بسیار محدود بوده است، به‌استثنای IrDA که یک راهکار موفق برای انتقال بی‌سیم کوتاه‌برد محسوب می‌شود. کاربردها.انواع مختلف مخابرات بی‌سیم نوری می‌توانند به طور بالقوه در طیف گسترده‌ای از کاربردهای ارتباطی از اتصالات نوری داخل مدارهای مجتمع تا پیوندهای بین ساختمان‌ها و ارتباطات ماهواره‌ای به‌کار روند.OWC را می‌توان بر اساس برد انتقال به پنج دسته تقسیم کرد: