水中でも活躍! 光で伝える無線通信の未来

光を使って通信する
「無線通信」といえば電波を思い浮かべるかもしれませんが、光を使った無線通信も存在します。身近な例に二次元バーコードがあります。ほかにも光を動かしたり、点滅させたりすることで情報を送ることもできます。
光無線通信の最大の特長は、電波と違って利用するのに免許が不要なことです。電波は混信防止のために利用が厳しく管理されていますが、光は誰でも自由に発することができます。そのため、実験や開発が容易です。そのほかにも、細いビームで届かせたいところにだけ届けられる、回路が簡単で装置の小型化・省エネ化が可能、といった利点があります。
水中では光が主役に
光無線通信のもう一つの大きなメリットは、特殊な環境での通信にも適していることです。例えば、水中では電波はほとんど通りませんが、青や緑の光はある程度の距離まで届くため、これを使った通信が可能です。水中機器の多くは船とのケーブル接続で操作されていますが、無線化すればより自由に動かせるようになります。また、災害現場のように、ケーブルを引けない状況での救助活動やインフラの確認にも応用が期待されています。将来的には、風力発電所の水中部分の点検や、養殖場の監視、海底環境の観測などにも活用できるでしょう。
複数の光と色で
光無線通信には、船の揺れなどで光の当たる位置や角度がずれると通信が不安定になるという課題があります。これに対応するため、複数の送信機と受信機を組み合わせた「光MIMO(Multiple Input Multiple Output)技術」の研究が行われています。複数の光源があれば、一部が届かなくてもほかの光で通信を維持できるからです。また、水中無線通信は水の濁りの影響も受けるため、濁り具合によって通りやすい光の色(波長)が変わることに着目して、複数の色の光を同時に使う方法も研究されています。これらの技術を組み合わせ、安定させた高速水中無線通信の実現をめざして開発が進められています。
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追手門学院大学理工学部 電気電子工学科 教授片山 正昭 先生
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