廣州國際照明展期間,復旦大學信息科學與工程學院遲楠教授在2017年阿拉丁論壇-整合未來論壇上做了題為“LI-FI
技術及應用”的演講,對LI-FI的技術、應用案例及發展前景進行了詳細講解。筆者整理了遲楠教授的演講內容,與大家一起揭開LI-FI神秘面紗。
LI-FI技術背景
有一個業外人士說了一句話,可見光通信沒有電池輻射,對人體是安全的,而且它的空間利用率也比較高,照明和通信結合起來,是面向未來的技術。
可見光通信技術的興起可以追溯到十幾年前,早在2000年,日本就提出了可見光通信的技術。隨后其他國家也投身到這項研究中,美國的國家科學基金會成立了一個研究中心,專門研究空間的光通信技術。歐盟在可見光方面也持續有支持。國內包括復旦大學,中科院半導體所等高校和研究機構對這方面都有研究。無論在國內還是國外,可見光通信都是一項非常受關注的技術。
LI-FI之關鍵技術解讀
通信系統包括兩個方面,一個是發射,一個是接收。在可見光通信中,LED燈就是發射源,接收是探測器。發射源LED燈是最常見的藍光熒光LED,還有紫外的LED,包括所有的顯示屏都是紅綠藍三色LED。接收的種類是手機,一種可做高速可見光通信的手機,這樣的手機一端終端需要專業的設備,一個是光電二極管,另一個是雪崩光電二極管,手機有CCD和圖象傳感器。
發射的光學天線也很重要,如果要求覆蓋面廣,光學天線的發散角就要大,但是這樣傳不遠。如果需要傳得遠,光學天線發散角就要小。
還有一個需要注意的是如果使用室內的白光作為傳輸源,必須把熒光砍掉,熒光如果留得多了,會影響信號的速率,如果信號砍得多,最后接收率也會下降。
關于LI-FI之幾問
問:燈怎么接入互聯網?
答:最簡單的方法,不需要做任何改造,電力線直接到燈,走照明的電路線,但是這個方案電力比較慢,支撐不了燈的前端高速。
問:直接以太網到燈。下一步到100G的怎么辦?
答:可以光纖直接拉到燈。
問:怎么實現信號的雙向傳輸?
答:可以用可見光,也可以用紅外,還可以用無線。
問:LI-FI來了,是不是WIFI就可以淘汰了?
答:不是,通信網絡都是異構網絡融合的框架,LI-FI可以在某些方面對現有網絡有利的補充,多種通信形態都會并存。
LI-FI研究工作總結
復旦大學在可見光通信領域做的研究工作主要包括調制、編碼和均衡、復用、材料和芯片這四項。
1、調制。要高速,必須要經過多維調制,在每個維度上利用信息實現了多維調制。復旦大學做了國際首例雙向高速的實驗。
2、編碼和均衡。可見光載屏很高,但是待寬很窄,要高速就要做日均衡,日均衡可以基于軟件和基于硬件。發射信號給予指數上升的信號,平坦了就可以非常好的接收。復旦大學可以把帶寬從20兆提高到225兆
3、復用。做了兩發兩收的復用和可見光的偏振復用。
4、材料和芯片。跟丹麥技術大學合作做微結構的LED,可以把LED的帶寬提高到6到10倍。在探測器方面集成了國際首例的3×3角平面,最新的樣機可以傳40米遠
LI-FI的應用案例
和英國的哈斯教授做的一個聯合實驗,現在已經拿了幾輪的風險投資,成立了一個LI-FI公司,建了LI-FI大廈。
Bytelight在家樂福超市做了一項基于LED燈具的室內定位技術的應用, 這個是目前為止最成功的一個公司。韓國的Nmart也在做,主要是放在購物車里,購物車有個小突起,就是探測器.
法國的Oledcomm,每個展品上面都有燈,利用燈可以直接傳遞信息。
廣東科技廳的項目,核電可見光應用。搭建了可見光的系統框架,也支持了視頻通話,包括頭頂的燈,工人頭上的礦燈等等
LI-FI發展前景
LI-FI在短距離,長距離,高速和低速應用領域都是非常廣的,例如車燈,車聯網,船聯網,飛機上的通信等,在某些特殊領域的應用具有不可替代性,比如坑道里等。智慧城市的高速接入更是為LI-FI的發展推廣提供了更多可能。
可見光通信現在在國家已經列入了技術預測,未來十年有望借助道路上的燈光進行上網,廣東的科技廳對可見光通信陸續都有支持,上海市的經信委也把可見光通信寫入到十三五的指南。可見光通信前途是光明的,也需要各位結合起來,共同推動可見光通信。