led可見光通信傳輸距離

蘇格蘭愛丁堡大學(xué)宣布已研究出新技術(shù)將Li-Fi網(wǎng)絡(luò)用電量降低至0.5瓦，并將傳輸距離增大10倍。Li-Fi是利用可見光波普進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜聼o線傳輸技術(shù)，由德國物理學(xué)家哈拉爾德·哈斯發(fā)明。該技術(shù)通過改變房間照明光線的閃爍頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，只要在室內(nèi)開啟電燈，無需WiFi便可接入互聯(lián)網(wǎng)。

根據(jù)該大學(xué)發(fā)出的公告，研究人員使用微米級發(fā)光二極管發(fā)出的光波，可使Li-Fi網(wǎng)絡(luò)在10米內(nèi)利用不足0.5瓦的電力，以1.1Gbps速度進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其耗電量僅為10瓦LED燈泡用電量的5%。

這項(xiàng)研究由蘇格蘭愛丁堡大學(xué)哈拉爾德·哈斯（Harald Haas）教授牽頭，與美國pureLiFi公司共同完成。哈拉爾德·哈斯被譽(yù)為全球LED技術(shù)領(lǐng)軍人物之一。

可見光通信已成為美國、日本和歐洲等國家在國際通信研究領(lǐng)域的必爭之地。許多專家認(rèn)為，Li-Fi代表著未來移動互聯(lián)網(wǎng)的趨勢。Li-Fi將比WiFi廉價(jià)很多，因?yàn)槠涫褂玫氖强梢姽獠ǘ菬o線電波傳輸信號。光譜比無線電頻譜大10000倍，可以獲得更高的數(shù)據(jù)密度。

哈拉爾德·哈斯教授稱，Li-Fi正在變革無線通信技術(shù)，而且可以成為物聯(lián)網(wǎng)崛起的助推劑。他表示，在此次研究突破的基礎(chǔ)上，將繼續(xù)致力于Li-Fi技術(shù)的大力發(fā)展，并在很快的未來使其成為互聯(lián)網(wǎng)的傳輸方式。

某美國市場研究公司指出，可視光通信技術(shù)市場的總銷售額預(yù)計(jì)將從2012年的9600萬美元大幅增長至2018年的61.4億美元。

在中國，也有企業(yè)正進(jìn)行Li-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)研究。復(fù)旦大學(xué)去年10月成功實(shí)現(xiàn)利用屋內(nèi)可見光進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信號傳輸。當(dāng)時(shí)傳輸?shù)淖罡咚俾士蛇_(dá)3.25G，平均上網(wǎng)速率150M。

此外，勤上光電在2013年5月與清華大學(xué)簽訂了LED無線光通信項(xiàng)目建設(shè)合作協(xié)議，雙方正式啟動在光通信領(lǐng)域的校企聯(lián)合研究機(jī)構(gòu)的建設(shè)，并爭取將其建設(shè)成為國家級平臺。目前，雙方已成功研發(fā)出Lifi通信手機(jī)版樣品。

延伸閱讀：Li-Fi是什么（技術(shù)原理、缺點(diǎn)、主要用途）

可見光無線通信又稱“光保真技術(shù)”，英文名LightFidelity（簡稱LiFi）是一種利用可見光波譜（如燈泡發(fā)出的光）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜聼o線傳輸技術(shù)，由英國愛丁堡大學(xué)電子通信學(xué)院移動通信系主席、德國物理學(xué)家HaraldHass（哈拉爾德·哈斯）教授發(fā)明。

LiFi是運(yùn)用已鋪設(shè)好的設(shè)備（無處不在的LED燈），通過在燈泡上植入一個微小的芯片形成類似于AP（WiFi熱點(diǎn)）的設(shè)備，使終端隨時(shí)能接入網(wǎng)絡(luò)。該技術(shù)通過改變房間照明光線的閃爍頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，只要在室內(nèi)開啟電燈，無需WiFi也便可接入互聯(lián)網(wǎng)。

LiFi是用可見光來實(shí)現(xiàn)無線通信，即利用電信號控制發(fā)光二極管（LED）發(fā)出的肉眼看不到的高速閃爍信號來傳輸信息。

LiFi的技術(shù)原理

可見光無線通信（稱為LiFi——Light Fidelity）是利用快速的光脈沖無線傳輸信息。根據(jù)不同速率在光中編碼信息完全可行，例如LED開表示1，關(guān)表示0，通過快速開關(guān)就能傳輸信息。由于LED的發(fā)光強(qiáng)度，人眼不會注意到光的快速變化。LiFi技術(shù)目前還處在于實(shí)驗(yàn)室階段，由Haas和他愛丁堡大學(xué)的團(tuán)隊(duì)發(fā)明的一項(xiàng)專利技術(shù)。

電燈泡一直以來被視作發(fā)明家夢寐以求的靈感閃現(xiàn)的象征。與光纖通信擁有同樣的優(yōu)點(diǎn)，高帶寬，高速率，不同的是LiFi是使光傳播在我們周圍的環(huán)境中，自然光能到達(dá)的任何地方，就有LiFi的信號。LiFi技術(shù)是運(yùn)用已鋪設(shè)好的設(shè)備（無處不在的燈泡），只要在燈泡上植入一個微小的芯片，就能變成了類似于AP（WiFi熱點(diǎn)）的設(shè)備，使終端隨時(shí)能接入網(wǎng)絡(luò)。

LiFi的缺點(diǎn)

雖然LiFi確實(shí)有不受無線電信號干擾的優(yōu)勢，但其許多優(yōu)勢都因下述事實(shí)黯然失色：可見光不能穿透墻壁，這一關(guān)鍵事實(shí)使得WiFi獲得了很大優(yōu)勢。這種可視性限制提高了系統(tǒng)安全性，但目前尚不清楚信號接收的最小距離?？梢栽O(shè)想的是，利用長焦鏡頭和調(diào)整恰當(dāng)?shù)?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/光學(xué)傳感器/" target="_blank">光學(xué)傳感器，人們就可以截獲光學(xué)信號。TechCrunch表示，盡管LiFi被宣傳為一種可能的機(jī)載無線通信技術(shù)，但WiFi在大多數(shù)美國航空公司的大規(guī)模普及使得LiFi在飛機(jī)上的應(yīng)用前景越來越不樂觀。

LiFi的用途

Li-Fi通過調(diào)節(jié)LED光輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。人類的眼睛無法覺察到快速的閃爍，但在桌面計(jì)算機(jī)上的接收器或移動設(shè)備可以讀取信號，甚至可以把信號返回房間天花板上的信號收發(fā)器，提供雙向通信。但許多發(fā)光二極管用熒光粉涂層把藍(lán)色光轉(zhuǎn)化成白色光，這也限制了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?。這項(xiàng)研究發(fā)表在光學(xué)快訊（Optics Express），哈斯和他的團(tuán)隊(duì)研究表明，用激光二極管替換現(xiàn)有的LED燈可以大大改善現(xiàn)在的情形。激光器的高能量與光效率，傳輸數(shù)據(jù)的速率可以比LED快10 倍。不使用熒光粉，激光照明可以混合不同波長的光產(chǎn)生白色光。這意味著每個波長的光可以用作一個單獨(dú)的數(shù)據(jù)通道，同樣的光波可以雙向傳輸，可以大大提高光傳輸數(shù)據(jù)的速率，愛丁堡大學(xué)團(tuán)隊(duì)的試驗(yàn)用了9個激光二極管。

雖然基于LED的Li-Fi可達(dá)到10 Gb/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以改善Wi-fi7 Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率上限。激光傳輸數(shù)據(jù)的速率可以很容易超出100 Gb/s。

目前，這種設(shè)備目前還非常昂貴，愛丁堡大學(xué)正在尋求大規(guī)模生產(chǎn)來降低其成本，并且可以把它應(yīng)用到照明市場。寶馬i8 的前大燈就是基于該激光燈。