LED照明高速上網(wǎng)：民用尚需時(shí)日 2017年或推廣
文章來(lái)源:恒光電器
發(fā)布時(shí)間:2013-12-01
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不用找WIFI信號(hào)，點(diǎn)一盞LED燈就能實(shí)現(xiàn)高速上網(wǎng)？這可不是天方夜譚。最近，復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院傳出的這則好消息，迅速引發(fā)廣泛關(guān)注。該院遲楠教授領(lǐng)銜的課題組，將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接入一盞1W的LED燈珠，燈光下的4臺(tái)電腦即可上網(wǎng)，最高速率可達(dá)3.7G，平均上網(wǎng)速率達(dá)到150M，創(chuàng)造了“燈光上網(wǎng)”速度的世界紀(jì)錄。下個(gè)月，室外照明，10臺(tái)樣機(jī)將亮相2013年上海工博會(huì)。
那么，燈光上網(wǎng)離我們有多遠(yuǎn)？記者采訪發(fā)現(xiàn)，說(shuō)近不太近，有很多產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題需要解決；說(shuō)遠(yuǎn)也不太遠(yuǎn)， led質(zhì)量，上海市寬帶中心的相關(guān)負(fù)責(zé)人稱，應(yīng)該能在2017年推廣。
孕婦都不用擔(dān)心輻射
燈光上網(wǎng)，LED球泡燈，并非復(fù)旦大學(xué)首創(chuàng)。早在2000年，日本科學(xué)家率先開(kāi)始研究這種新技術(shù)。2011年，這項(xiàng)技術(shù)首次出現(xiàn)了實(shí)物研究，獲得重大突破。德國(guó)物理學(xué)家哈拉爾德·哈斯和他在英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)的團(tuán)隊(duì)，利用閃爍的燈光來(lái)傳輸數(shù)字信息，這個(gè)過(guò)程被稱為可見(jiàn)光通訊（VLC），他們?yōu)榇松暾?qǐng)了一項(xiàng)專利，人們形象地稱之為“LiFi”。
最近幾年來(lái)，裝修照明，可見(jiàn)光通信已經(jīng)成為國(guó)際通信研究領(lǐng)域的必爭(zhēng)之地，美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)的通信科研人員，都在爭(zhēng)相進(jìn)行研究。據(jù)介紹，競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)就在于傳輸速率。今年年初，ROSH認(rèn)證，復(fù)旦大學(xué)信息學(xué)院通信工程系遲楠的課題組剛剛發(fā)表了可見(jiàn)光傳輸速率在1.5G的科研成果，這一速度很快就被國(guó)際學(xué)界同行刷新。而就在前幾天，遲楠教授課題組在實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造了新的傳輸速度世界紀(jì)錄：M離線最高單向傳輸速率達(dá)到3.7G，實(shí)時(shí)系統(tǒng)平均上網(wǎng)速率達(dá)到150M。
據(jù)介紹，去年開(kāi)始，上海市科委已在全市高校和科研院所布局這一國(guó)際前沿的無(wú)線通訊技術(shù)，戶外照明，上海寬帶中心、復(fù)旦大學(xué)、技術(shù)物理所等單位共同承擔(dān)“可見(jiàn)光通訊關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”課題，遲楠任課題負(fù)責(zé)人。
遲楠教授介紹，光和無(wú)線電波一樣，都屬于電磁波的一種，傳播網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的基本原理是一致的。研究中，醫(yī)院led照明，給普通的LED燈泡裝上微芯片，可以控制它每秒數(shù)百萬(wàn)次閃爍，亮了表示1，滅了代表0。由于頻率太快，人眼根本覺(jué)察不到，光敏傳感器卻可以接收到這些變化。就這樣，二進(jìn)制的數(shù)據(jù)就被快速編碼成燈光信號(hào)并進(jìn)行了有效的傳輸。燈光下的電腦，通過(guò)一套特制的接收裝置，讀懂燈光里的“莫爾斯密碼”。
“LiFi沒(méi)有輻射，它是屬于一個(gè)自然光譜里頭的可見(jiàn)的部分，所以人類照明都照了幾千年了，不像有一些微波信號(hào)，已經(jīng)非常強(qiáng)了，可你根本看不見(jiàn)它。”遲楠介紹，與已經(jīng)普及的WiFi相比，未來(lái)的可見(jiàn)光通訊安全又經(jīng)濟(jì)。WiFi有電磁輻射，無(wú)線信號(hào)穿墻而過(guò)，商業(yè)照明燈具，網(wǎng)絡(luò)信息不安全。而燈光通信更安全，可以實(shí)現(xiàn)“有燈光的地方，就有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。關(guān)掉燈，醫(yī)院led照明，網(wǎng)絡(luò)全無(wú)。”而且，VLC頻譜是400T-800THz，無(wú)線通信在2-5GHz左右，光譜比無(wú)線電頻譜大10000倍，意味著更大的帶寬和更高的速度，VLC更有高速潛力。
所以燈光上網(wǎng)可以用于保密通訊，因?yàn)橹灰獡踝艄猓蛽踝×诵盘?hào)。對(duì)于孕婦來(lái)說(shuō)，用了燈光上網(wǎng)，就不用擔(dān)心網(wǎng)絡(luò)輻射問(wèn)題。LiFi還適用于很多特殊的場(chǎng)所，比如水下作業(yè)，因?yàn)閃iFi技術(shù)利用無(wú)線電通信，但無(wú)法穿透水，可見(jiàn)光卻可以。還有像飛機(jī)、手術(shù)室等對(duì)無(wú)線電干擾高度敏感的場(chǎng)所，燈光上網(wǎng)也很適用。
可以全天候播高清電視
在實(shí)驗(yàn)室，課題組不僅利用可見(jiàn)光傳輸信號(hào)，并且實(shí)現(xiàn)能夠“一拖四”，即點(diǎn)亮一盞小燈，4臺(tái)電腦即可同時(shí)上網(wǎng)、互傳網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。由于傳輸速度開(kāi)創(chuàng)世界紀(jì)錄，所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)室里的電腦，用燈光上網(wǎng)都可以連接電視看視頻。“我們的樣機(jī)比較穩(wěn)定，試驗(yàn)中可以連續(xù)播放高清電視一天都沒(méi)有問(wèn)題。”遲楠介紹，VLC傳輸速率與傳輸距離是相互制約的，目前復(fù)旦實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)的150Mb/s速率，可以傳3米，10Mb/s速率則可以傳15米。
“數(shù)據(jù)上傳的方案，我們歸納有3種，一種是雙向可見(jiàn)光通信，這要求筆記本有LED燈。其次是下行可見(jiàn)光，上行紅外。還有就是半光模式，下行可見(jiàn)光，上行采用無(wú)線的方式。”遲楠介紹，目前，企業(yè)資訊，課題組一共做出了10臺(tái)樣機(jī)。其中就有下行可見(jiàn)光，上行紅外模式的樣機(jī)，即發(fā)射信號(hào)用LED燈泡可見(jiàn)光，電腦上傳信號(hào)用紅外線。
由于燈光上網(wǎng)遇到墻壁等阻攔就無(wú)法實(shí)現(xiàn)，所以項(xiàng)目組目前也有研究dark led通訊，就是在弱光環(huán)境下上網(wǎng)的情況。此外，遲楠還開(kāi)展電磁波譜其他波段的通信研究，例如Q band，W band通信，LED-T5一體化燈管，這些波段進(jìn)入了毫米波波段甚至太赫茲波段。
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