自由空間光学とは何ですか？

Free-space Optics（FSO）は、オープンスペースを移動する光を使用して、ポイント間で情報を伝送できる通信技術です。 「空きスペース」という用語は、空気や宇宙などの任意のオープンスペースを指します。 自由空間光学は、通常、光ファイバーケーブルを敷設できない場合や、コストが高すぎる場合に使用されます。

FSOの実装は、いくつかの方法で実行できます。 赤外線レーザー光を使用することは一般的なモードであり、発光ダイオード（LED）をより短い距離でより低いデータレートで使用するのと同じです。 自由空間光学は宇宙船間の通信で一般的に使用されており、自由空間光通信の現在の範囲は数千マイルに及びます。 ビームを拡大するために光学望遠鏡を使用すると、距離はさらに遠くまで達する可能性があります。

陸上では、自由空間光学の範囲はわずか1〜2マイルです。 信号の品質は、天候やその他の大気条件にも依存します。 自由空間光学で使用される光線は特に狭く、暗号化も非常に簡単であるため、比較的安全な形式の通信になります。 特定のタイプのレーザーを使用すると、何らかの方法で中断された場合に消散する信号を作成できます。

自由空間光学には多くの長所と短所があります。 主な利点は、これらのシステムは実装が簡単で、安全であり、信号のエラーがほとんどない高ビットレートを可能にし、ライセンスが必要な無線信号とは異なり、無料であることです。 電磁波によって信号を遮ることはできませんが、雨、霧、雪などの大気条件からの干渉を受けやすくなっています。 ただし、それらが引き起こす減衰は、マルチシグナルデバイスまたは信号をブーストするハイエンドデバイスを使用して変調できます。

その欠点にもかかわらず、自由空間光学系には幅広い用途があります。 たとえば、大規模な大学キャンパスでは、ケーブルを使用せずにローカルエリアネットワーク（LAN）に接続する必要がある場合にFSOを使用できます。 大都市では、多くの場合、同じ理由でテクノロジーを使用しています。 宇宙船に加えて、自由空間光学系を使用して、グループ内の衛星が通信できるようにすることもできます。 また、陸上ネットワークに障害が発生した場合のバックアップシステムとして、または2つの光ファイバーケーブルネットワーク間の高速通信を容易にするために使用することもできます。 自由空間光学は、会議などの一時的な設置をセットアップするときに使用する便利なモダリティでもあり、ケーブルの負担なしに光ファイバー速度を可能にします。