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可見光通信技術

  可見光通信技術是指利用可見光波段的光作為信息載體,無需光纖等有線信道的傳輸介質,在空氣中直接傳輸光信號的通信方式。   可見光通信技術綠色低碳、可實現近乎零耗能通信,還可有效避免無線電通信電磁信號泄露等弱點,快速構建抗干擾、抗截獲的安全信息空間。   未來,可見光通信也將與WiFi、蜂窩網絡(3G、4G、甚至5G)等通信技術交互融合,在物聯(lián)網、智慧城市(家庭)、航空、航海、地鐵、高鐵、室內導航和井下作業(yè)等領域帶來創(chuàng)新應用和價值體驗。
  光線電話
 
  可見光通信并非是最近幾年才出現的新興概念,其歷史可以追溯到電話剛剛誕生的年代。1876年3月10日,亞歷山大·格雷厄姆·貝爾(Alexander GrahamBell)與他的同事因試驗了世界上第一臺電話機而被世人所熟知,但其實他還有另一項偉大的發(fā)明成就,就是光線電話(photophone)。
 
  1880年,貝爾發(fā)現了一個有趣的玩法:通過調節(jié)光束的變化來傳遞語音信號,從而可以進行雙方無線對話——這就是人類第一次實現無線電話,利用的正是可見光通訊??上М敃r電話尚未普及,光線電話也被認為實現難度大,實用價值不高等原因,沒能得到實際推廣。
 
  LED普及
 
  進入21世紀,隨著LED等的逐步普及,可見光通信再度興起,并且不斷取得了新的突破。
 
  為何說LED燈的普及,讓可見光通信再度興起?很簡單,因為LED(發(fā)光二極管,LightEmittingDiode,LED)燈比以往的熒光燈和白熾燈可以支撐更快的開關切換速度。這樣通過給普通的LED燈加裝微芯片,就能使LED燈以極快的速度閃爍,從而利用LED燈發(fā)送數據。
 
  只要頭頂上有燈光照耀,理論上無論是傳輸數據信息、上網,還是進行語音、視頻通話,亦或是調節(jié)物聯(lián)網設備的開關,均可輕松實現,而且借助超高的傳輸速率,應用體驗遠超WiFi4G網絡。
 
  技術優(yōu)勢
 
  高速率性;無電磁輻射;密度高,成本低;頻譜豐富;高保密性。
 
  研發(fā)過程
 
  在2000年可見光通信剛剛興起之時,有限的調制帶寬限制了可見光通信的傳輸速率,起初僅有幾十KB每秒;
 
  2010年以后,可見光通信的速率才有了質的提升——2010年,德國弗勞恩霍夫研究所的團隊將通信速率提高至513Mbps創(chuàng)造世界紀錄;[1]
 
  2013年,中國復旦大學研發(fā)出3.75Gbps離線數據傳輸的速率,創(chuàng)造世界紀錄;同年,英國眾多高校的科研人員又把離線速率刷新到10Gbps。
 
  2015年12月,經中國工信部測試認證,中國“可見光通信系統(tǒng)關鍵技術研究”又獲得重大突破,實時通信速率提高至50Gbps,再次展現了中國在可見光領域的先發(fā)實力。
 
  應用領域
 
  1、天上、地下都有用:可見光通信不會產生電磁干擾,因此當其應用于飛機等環(huán)境之中,乘客在飛機上使用終端設備將變得更加的自由;而對于在水下、礦下作業(yè)的工人來說,僅靠一束光,就能實現通話和數據傳輸,相信將會進一步提升工作效率。
 
  2.應用于汽車領域:引入可見光通信技術,將有望加速車聯(lián)網進程,并打造更多創(chuàng)新應用。比如當車燈照到了路邊的路牌,路牌馬上可以給車輛導航儀傳輸附近的路況,并告知到達目的地最通暢的道路,讓用戶擁有更好的駕駛體驗;再比如當車輛靠近時,主動提示剎車信息,或實現自動剎車等等。[3]
 

  3.構筑智慧生活:借助可見光通信的特性,早上我們起床打開燈,就能通過各種終端設備(電視、平板、手機等)在第一時間了解今天的天氣狀況、得知最新的出行信息、以及國內外重要新聞等等;而家庭成員間分享數據信息時,更可實現“秒傳”。 


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