NTT利用人體通信技術(shù)實現(xiàn)光學(xué)式電場傳感器開發(fā) (2005-03-04)
發(fā)布時間:2007-12-04
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NTT日前宣布,成功開發(fā)出了利用人體表面電場,在人體接觸物品,或者行走的動作過程中實現(xiàn)最大10Mbit/秒高速通信的技術(shù)“RedTacton”。一種可輕松裝入口袋里的終端,不需任何特殊接口,即可與手掌等肢體接觸到的其他終端進行通信。NTT在2004年10月舉辦的“CEATEC JAPAN 2004”等展覽會上,作為“接觸通信”發(fā)表過此技術(shù)。此次,該公司試制出了PC卡型終端和用于各種用途的設(shè)備,進行了通信演示(圖1)。在倡導(dǎo)“Human Area Network(HAN,人體局域網(wǎng))”這一新概念的同時,表明此技術(shù)已達實用水平。
利用人體介質(zhì)的通信技術(shù),美國IBM、松下電工和索尼等公司也在進行開發(fā),但數(shù)據(jù)傳輸速度僅有數(shù)Kbit/秒。此次,在10Mbit/秒的高速條件下,不僅是人體,即使隔著絕緣體也能進行通信。因此,其應(yīng)用領(lǐng)域有可能迅速擴展。比如,將這種通信終端裝入衣服口袋里以后,“只需用手接觸一下車站的檢票設(shè)備,即可完成車票結(jié)算”,“只需按一下自動售貨機的按鈕,即可購買商品”,“只需往門前一站,即可完成身份識別”,“只需握一下手,即可交換名片數(shù)據(jù)”(NTT)(圖2)。另外,還能產(chǎn)生這樣一種應(yīng)用:不需接觸人體,“只需將電腦放到桌子上,即可接入LAN”(NTT)(圖3)。NTT“今后準備征集旨在推進此技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的合作伙伴,最早將于2006年投入應(yīng)用”。
據(jù)NTT介紹,人體通信技術(shù)分為利用電流檢測信號和利用電壓檢測信號2種類型?!皺z測體內(nèi)電流的類型必須像皮褶厚度計那樣,讓皮膚直接接觸到電極上。因此,假如只是將終端裝到口袋里,就根本無法使用。而檢測電壓的類型雖說隔著絕緣體也能傳達信號,但由于傳輸介質(zhì)不接地,因此存在著無法準確拾取高頻信號的問題”(NTT微系統(tǒng)集成研究所 智能元件研究部 特別研究員品川 滿)。其原因在于如果不接地,電壓測定的精度就會下降。但假如不能準確檢測高頻信號,就將無法提高通信速度。
NTT采用的是電壓檢測型人體通信技術(shù),通過解決高頻成份的檢測問題,將原有的通信速度極限提高了1000多倍。其中最為關(guān)鍵的是將電壓信號轉(zhuǎn)換為光的光學(xué)式電場傳感器的開發(fā)。該傳感器由激光發(fā)光元件和電氣光學(xué)(EO)結(jié)晶,以及用于檢測偏振面變化的裝置組成。作為EO結(jié)晶來說,其折射率等光學(xué)性質(zhì)會根據(jù)結(jié)晶內(nèi)部的電場變動而發(fā)生變化。于是從結(jié)晶中通過的激光偏振面就會隨之發(fā)生變化。通過檢測這種偏振面的變化,就能準確地檢測電場變化的高頻成份。“傳感器能夠檢測到10mV級電壓”(品川),靈敏度也很高。
此次,NTT開發(fā)出了將上述元件全部配置于PC卡尺寸機殼中的終端產(chǎn)品。“目前仍使用獨立元件。但隨著集成度的不斷提高,終端體積將會進一步減小”(NTT)。耗電量“每完成一次通信傳輸,需耗電數(shù)百mW。即使小型電池也能使用1年”(NTT)。