太赫兹与可见光通信原理

(1)太赫兹通信原理

太赫兹波是指频率在0.1~10THz的电磁波 ,频率介于技术相对成熟的微波频段和红外频段两个区域之间,如图3-1所示。

图3-1 太赫兹频段在无线电频谱内所处的位置

随着通信技术的飞速发展,太赫兹通信集成了微波通信与光通信的优点。传统微波通信难以满足高速、宽带无线通信的需求,太赫兹通信因其高数据传输速率和宽广频谱带宽的特点,具有成为6G主流方式的潜力。与现有的通信手段相比,太赫兹通信技术在高速无线通信领域具备如下技术优势 [3] 

·频谱资源宽,太赫兹通信可选用的频率资源丰富;

·数据传输能力强,具备100Gbit/s以上高速数据传输能力;

·通信跟踪捕获能力强,其多波束通信为在空间组网通信中提供更好的跟踪捕获能力;

·抗干扰/抗截获能力强,太赫兹波传播的方向性好、波束窄,抗干扰能力强,侦查难度大;

·太赫兹信号的激励和接收难度大,具有更好的保密性和抗干扰能力;

·克服临近空间通信黑障能力强,能有效穿透等离子体鞘套,提供临近空间高速飞行器的测控通信手段。

具备以上优势的同时,太赫兹通信技术也面临一些挑战。太赫兹波在空气中传播时很容易被水分吸收,会经历极为严重的路径损耗,大大限制了通信距离。另外,传统的通信器件和技术难以满足太赫兹波的需求,为实现太赫兹通信的应用,要克服通信硬件的约束,调整太赫兹系统和相关通信策略的设计。

(2)可见光通信原理

可见光通信技术是指利用可见光发光二极管(LED)高速切换的特性,通过LED照明、显示等设备将受信息调制的电信号转换成光信号进行传输,再通过光电二极管等光电转换器将接收到的光信号转换为电信号,最终解调得到信息的一种新兴通信技术,可见光通信原理如图3-2所示。可见光通信主要由光源及驱动模块、光电检测模块、调制解调模块、收发光学天线等主要部分组成。

图3-2 可见光通信原理

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