WiFi將被取代?探尋可見光通信
繼續聯想下去,是不是以后只要在任何一個LED燈泡中增加一個微芯片,就可讓無數燈泡變成無線網絡發射器,實現有燈光的地方就有網絡信號?“不是科幻,卻勝似科幻。”科幻作家韓松在微博上這樣感嘆。
這樣科幻的成果是怎樣實現的呢?其實,這是一種被稱為“可見光通信(VLC,Visible Light Communication)”的技術,最早由日本科研人員提出并展開研究,而我國也早在2008年由暨南大學教授陳長纓研制出國內首臺白光LED可見光通信樣機。
如今,國際上科研人員是在通信速率上進行比拼,復旦大學此次即是刷新了世界的可見光通信速率。要想實現如WiFi般流暢上網并實現商業化推廣,還有很長的一段路要走。
原理
將半導體照明技術與光通信技術相結合,利用白光LED能夠高速切換開關的特點,把信息調制到LED燈光上,實現“有燈光的地方就能下載信息”
2010年上海世博會,“滬上生態家”展示區里,一盞LED燈被它的發明者賦予了智慧:它發出的光不僅照亮了桌面,還滿載了豐富的資訊—在燈光下,不僅可以讀書、寫作,借助小巧的液晶屏幕,人們還可以通過燈光觀看電影、欣賞音樂、下載信息。
這就是國內首個“白光LED節能燈構筑的無線通信系統”,由陳長纓親手做出。作為沒有任何資源可供利用的先行者,陳長纓自嘲自己是在“做老木匠的活”,燈里的LED小燈珠都是他手工一個個焊起來,成本不到100元。
這一套樣機看起來并不神秘:用一臺普通的VCD機,放上刻錄了影片的VCD碟片,就成為了發射信號源。一臺他親手焊制的白光LED燈,里面的72個小燈珠都是從電子商店里買來,成陣列分布,作為光信號發射器。VCD碟里的影片數據在這盞特殊的LED燈內部進行編碼轉換成了燈光信號。
陳長纓借用一臺便攜式DVD機顯示屏作為多媒體顯示設備。整個系統最關鍵的核心技術是自制的光檢測器與解調器。這兩件小小的設備能夠將蘊藏著信息的燈光接收并解密轉換還原成數碼影片信號,在DVD的顯示屏上同步播放出來。
陳長纓介紹,該項研究的原理是將半導體照明技術與光通信技術相結合,利用白光LED能夠高速切換開關的特點,把信息調制到LED燈光上,實現“有燈光的地方就能下載信息”。
原來,光和常用的無線電波一樣,都屬于電磁波的一種,傳播網絡信號的基本原理是一致的。給普通的LED燈泡裝上驅動芯片,就可以控制它每秒數百萬次閃爍,亮了表示1,滅了代表0。
由于頻率太快,人眼根本覺察不到,光敏傳感器卻可以接收到這些變化。就這樣,二進制的數據就被快速編碼成燈光信號并進行了有效地傳輸。燈光下的電腦,通過一套特制的接收裝置,就能接收到燈光里附加的信息。
隨后在2011年7月份Ted大會(全球科技娛樂設計大會)上,英國愛丁堡大學工程學院教授哈拉爾德˙哈斯,向人們展示了他制造的可以用來通信的VLC燈泡。他首次將VLC稱為“LiFi”。
為什么要用LED燈來進行通信?哈斯說,我們傳輸無線數據的方式是使用電磁波,特別是無線電波。但無線電頻譜在整個電磁頻譜中僅占很小的一部分,目前我們的無線電頻譜資源已所剩無幾。與此同時,人們對無線上網的需求越來越大。
陳長纓說:“可見光通信系統不需要占用無線電頻譜資源,它與無線電傳輸互為補充,可以減輕無線電通信的壓力,釋放無線電頻譜。可見光通信頻譜是400T-800THz,比無線電頻譜大10000倍,這即意味著更大的帶寬和更高的速度。”
在哈斯看來,VLC有一個最重要的優點,這就是幾乎不需要再新建基礎設施。而傳統射頻信號的發射需要能量密集的設備。他宣稱,VLC可以利用現有設施,“只要你擁有電燈泡,就可以獲得無線互聯網連接。”
研發
LED最早的用途就是通信,在其功能延伸到照明后,科學家開始不斷嘗試使它再回歸到通信上去。目前,可見光離線最高單向傳輸速率達3.7G
陳長纓介紹,LED用在通信技術上,其實是一種功能的“回歸”。
LED的中文全稱為發光二極管,是一種能發光的半導體電子元件。
由于工作電壓低、工作電流小、
責任編輯:何健
-
重新審視“雙循環”下的光伏行業
2020-11-02光伏行業,光伏技術,光伏出口 -
能源轉型進程中火電企業的下一程
2020-11-02五大發電,火電,煤電 -
國內最高額定水頭抽蓄電站2#引水上斜井滑模混凝土施工順利完成
2020-10-30抽水蓄能電站,長龍山抽水蓄能電站,水力發電
-
能源轉型進程中火電企業的下一程
2020-11-02五大發電,火電,煤電 -
資本市場:深度研究火電行業價值
2020-07-09火電,火電公司,電力行業 -
國家能源局印發2020年能源工作指導意見:從嚴控制、按需推動煤電項目建設
2020-06-29煤電,能源轉型,國家能源局
-
高塔技術助力分散式風電平價上網
2020-10-15分散式風電,風電塔筒,北京國際風能大會 -
創造12項世界第一!世界首個柔性直流電網工程組網成功
2020-06-29?清潔能源,多能互補,風電 -
桂山風電項目部組織集體默哀儀式
2020-04-08桂山風電項目部組織
-
國內最高額定水頭抽蓄電站2#引水上斜井滑模混凝土施工順利完成
2020-10-30抽水蓄能電站,長龍山抽水蓄能電站,水力發電 -
今后秦嶺生態環境保護區內不再審批和新建小水電站
2020-06-29小水電,水電站,水電 -
3.2GW!能源局同意確定河北新增三個抽水蓄能電站選點規劃
2020-06-29抽水蓄能,抽水蓄能電站,國家能源局
-
重新審視“雙循環”下的光伏行業
2020-11-02光伏行業,光伏技術,光伏出口 -
官司纏身、高層動蕩、工廠停產 “保殼之王”天龍光電將被ST
2020-09-11天龍光電,光伏設備,光伏企業現狀 -
央視財經熱評丨光伏發電的平價時代到了嗎?
2020-08-24儲能,光伏儲能,平價上網