什麼是自由空間光通信?
無線通信經常面臨帶寬限制和低速數據傳輸等難題。但是,作為航空和國防領域有名的無線技術,自由空間光通信(FSO)則消除了傳統無線通信系統所面臨的諸多問題。該技術目前適用於衛星連接、深空探測器、偏遠地區通信、無人機(UAVs)以及飛行器等。自由空間光通信適用於視線內的點對點通信。它使用不同的調製技術,如振幅與相位調製,用於將輸入信息轉化為數位訊號,進而實現進一步傳輸。自由空間光通信的最新趨勢受限於旨在改善通信傳輸數據流程和質量的先進編碼方案的引入和發展。
自由空間光通信:市場推動力和限制因素
自由空間光通信由於其提供的諸多好處而越來越受歡迎,包括安裝成本低、帶寬利用率高、數據傳輸速度快、連接性提高等。此外,自由空間光學技術也適用於軍事和商業應用,如電信。自由空間光通信的工作原理與光纖技術相同,只不過它使用空氣作為傳輸信息的媒介,而不是光纖光纜。與此同時,自由空間光學通信的設置只需幾個小時的安裝。這些都是影響自由空間光通信市場發展的重要因素。然而,自由空間光學通信市場面臨著一些挑戰。例如,在兩點之間部署自由空間光學通信設置之前,兩者之間的視線內必須沒有任何障礙物,如樹木或建築物等。此外,由於霧和大氣湍流等因素,自由空間傳播可能會受到幹擾。由於光波的吸收、散射和反射,霧的存在會嚴重阻礙光波的傳播特性。大氣湍流可以引起閃爍,從而進一步增加比特誤碼率。這也是制約自由空間光通信市場發展的一些因素。
自由空間光通信:市場細分
自由空間光通信市場可以根據組件、數據類型、調製類型、應用、終端用戶和區域進行細分。從組件方面來看,可以將市場細分為發射機、接收器、收發器、調製器、解調器等。發射器和接收器用於單向通信,而收發器則用於雙向通信。使用自由空間光通信傳輸的不同類型的數據包括圖像、聲音以及視頻等。從調製方面來看,自由空間光通信市場可以分割為振幅、頻率、相位和偏振。此外,從應用方面來看,可以將市場細分為航空航天和國防、電信、醫療保健、災害管理、存儲區域網絡 (SAN) 等。從終端用戶方面來看,可以將市場細分為企業和商業市場。從區域方面來看,市場可細分為北美洲、拉美、西歐、東歐、亞太地區、日本、中東和非洲。
自由空間光通信:地區前景展望
預計北美地區將於2017年到2025年期間主導全球自由空間光通信市場。自由空間光通信在北美地區航空航天和國防工業中得到了廣泛的應用。預計西歐和東歐已建立的研究中心將有助於各區域自由空間光通信市場的增長。由於政府投資的增加,不包括日本的亞太地區以及日本的自由空間光通信市場預計將在不久的將來實現顯著增長。
自由空間光通信:競爭環境
自由空間光通信市場主要企業包括Trimble Inc.、fSONA Systems Corp.以及LightPointe Communications Inc.等。為了保持各自在市場上的地位,主要企業都專注於收購小型企業、進行合作以及產品創新等。
可見光通信
可見光通信(VLC)技術是一種光無線技術,它是一種用於數據幹擾的方法。通過這種技術, 只能在可見區域中探測到光。
全球眾多研究中心正在進行研究以便實現千兆網絡的商用和發展,進而擴展通信範圍;這樣一來將在未來幾年內支持可見光通信市場的發展。可見光通信技術仍處於其創新階段,因為室內網絡和定位服務目前只能提供有限的功能。在未來的幾年中, 可見光通信有望成為一種平衡技術, 適用於現有的無線系統協議。
可見光通信有望在以下各領域得到應用,如乙太網供電、智慧城市、增強現實、無處不在的網絡、無線傳感器網絡以及機器對機器通信等。
可見光通信技術還能減少額外運營費用的支出,如電費和維修費等。但是外部光源,如燈泡和陽光、以及不透明的材料會對可見光信號的通信路徑造成幹擾。
從組件方面來看, 可視化光通信市場可分為發射器、調製、接口、接收器、軟體、解調器和鏈路管理系統。其中,接收器包括光電二極體接收器、電荷耦合器件 (CCD) 和互補金屬氧化物半導體 (CMOS) 傳感器。解調器包括同步檢測器和二級管檢波器;調製包括脈衝幅度調製、脈寬調製、正交頻分復用、可變脈衝位置調製、頻移鍵控、空間調製、色移鍵控和脈衝位置調製。
可見光通信市場也可以根據應用的需要分類,如航空航天、通訊、智能商店、賭場、水下通信、汽車、醫療健康和博物館。其在醫療健康領域的應用包括手術室和資產跟蹤;航空航天領域的應用包括飛行網絡連接;水下通信領域的應用包括水下通信中的信息流。可視化光通信在汽車領域的應用包括基於位置的服務、車輛與道路通信設施通信、先進的交通管理系統、車輛間通信、先進的旅客信息系統以及先進的公交系統。
與其他技術相比,促進可見光通信市場增長的一些因素包括更環保、更清潔和更安全的技術,以及更少的能源消耗。其他同類技術和消費者技術意識的缺乏是制約可見光通信市場發展的一些因素。
自由空間光通信及可見光通信市場分析
根據全球第二大市場研究諮詢公司MarketsandMarkets最新研究顯示,全球自由空間通信(FSO)市場預計將從2017年的2.124億美元增長到2022年的11.989億美元,年複合增長率(CAGR)將達41.4%。FSO市場主要驅動因素包括:最後一英裡連接、FSO的免費授權以及用於戶外網絡的超負荷射頻技術的替代解決方案等。可見光通信(VLC)市場預計將從2017年的13億美元增長到2022年的149.1億美元,CAGR將達62.9%。推動這種增長的主要因素是比其他競爭技術更快和更安全的數據傳輸;射頻頻譜帶寬緊縮;無帶寬限制,能耗少;更環保、更清潔、更安全的技術。移動回程和智能存儲應用分別佔FSO和VLC市場最大份額。
1)軟體有望成為VLC市場中增長最快的部分
VLC技術市場的軟體部分預計將在2017年至2022年間以最高的速率增長。這主要是2022年底預計將出現的雙向通信所致;這將增加軟體的安裝量,因為它將有助於操作和控制許多應用程式,並允許它們在電話、平板電腦和許多其他平臺上啟用。緊隨軟體市場之後的是照片探測器市場,預計將在預測期內(2017年至2022年)以第二高的速度增長。
2)美國是FSO和VLC的主要消費國
2016年,美國佔FSO和VLC市場最大份額。電信基礎設施、政府資金和軍費開支的巨大投資是該地區成為FSO市場最大份額的主要原因。根據這一情況,政府在公共和商業場所資助和部署若干VLC系統是使美國成為VLC主要消費國的主要推動力。