近日,日本沖繩縣那霸市的風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)LAMPSERVE公司宣布從9月開(kāi)始進(jìn)行全球首項(xiàng)戶(hù)外實(shí)證實(shí)驗(yàn),著手確立高速通信技術(shù)。此條信息使光通訊技術(shù)又一次出現(xiàn)在人們的視野中,其作為利用LED的新通信技術(shù)更備受關(guān)注。
而在一年前,英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)HaraldHaas教授就在TED全球公開(kāi)課上,使用一個(gè)LED臺(tái)燈傳送了一段花朵盛開(kāi)的視頻,向世界展示可見(jiàn)光傳輸?shù)目赡?。人們傳統(tǒng)使用無(wú)線電波傳送數(shù)據(jù),HaraldHaas比較了可見(jiàn)光的光譜,在傳送數(shù)據(jù)上能用的范圍是無(wú)線電波的一萬(wàn)倍。那到底什么是光通信?簡(jiǎn)單一點(diǎn)說(shuō),光通訊技術(shù)就是可直接通過(guò)LED燈光進(jìn)行寬帶網(wǎng)絡(luò)的連接。
LED光源實(shí)現(xiàn)高速寬帶連線
LED燈是新型的照明設(shè)備,與傳統(tǒng)照明設(shè)備不同,它不僅省電,還可以通過(guò)高速的開(kāi)關(guān)動(dòng)作,發(fā)出調(diào)制過(guò)的信號(hào),完成信息和指令的傳輸。科研人員介紹,每秒開(kāi)關(guān)的速度可達(dá)200萬(wàn)次,肉眼根本無(wú)法感覺(jué)到,所以不停的開(kāi)關(guān)動(dòng)作不會(huì)影響正常的照明使用。
不久的未來(lái),一盞LED燈將被賦予新的智慧:它發(fā)出的光不僅照亮了桌面,還滿(mǎn)載了豐富的資訊。一臺(tái)電腦可置于LED燈光的照射下,在沒(méi)有網(wǎng)線連接和無(wú)線內(nèi)置埠的情況下流暢的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)寬帶連線,并完成流覽網(wǎng)頁(yè),播放視頻等諸多網(wǎng)絡(luò)功能,這其中的奧秘就在于房頂上LED照明燈。據(jù)有關(guān)專(zhuān)家介紹,聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)正是通過(guò)LED燈光傳輸給電腦的。通過(guò)這種方式測(cè)算出的上網(wǎng)最大傳輸速率甚至可以達(dá)到每秒數(shù)十兆。
與目前使用的無(wú)線局域網(wǎng)(無(wú)線LAN)相比,“可見(jiàn)光通信”系統(tǒng)可利用室內(nèi)照明設(shè)備代替無(wú)線LAN局域網(wǎng)基站發(fā)射信號(hào),其通信速度可達(dá)每秒數(shù)十兆至數(shù)百兆,未來(lái)傳輸速度還可能超過(guò)光纖通信。利用專(zhuān)用的、能夠接發(fā)信號(hào)功能的電腦以及移動(dòng)信息終端,只要在室內(nèi)燈光照到的地方,就可以長(zhǎng)時(shí)間下載和上傳高清晰畫(huà)像和動(dòng)畫(huà)等數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還具有安全性高的特點(diǎn)。用窗簾遮住光線,信息就不會(huì)外泄至室外,同時(shí)使用多臺(tái)電腦也不會(huì)影響通信速度。由于不使用無(wú)線電波通信,對(duì)電磁信號(hào)敏感的醫(yī)院等部門(mén)可以自由使用該系統(tǒng)。
我們熟知的光纖傳輸,得拉線、布網(wǎng),而可見(jiàn)光通信借用照明網(wǎng)絡(luò)中的照明燈進(jìn)行通信,只要在有LED照明范圍內(nèi)的自由空間就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)通信。目前常用的無(wú)線射頻通信中的射頻信號(hào)對(duì)人體有害,且容易對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾,不適宜在電磁敏感區(qū)使用,而LED可見(jiàn)光通信則沒(méi)有這些問(wèn)題。
光通信技術(shù)在家庭應(yīng)用方面,也具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。來(lái)自智能家居系統(tǒng)中央控制器的控制指令信號(hào)對(duì)LED燈進(jìn)行調(diào)制后轉(zhuǎn)換為光信號(hào),以燈光照射的方式實(shí)現(xiàn)下行傳輸,在燈光照射范圍內(nèi)安置的接收設(shè)備就可以接收光信號(hào),并能把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),實(shí)現(xiàn)信息、指令的接收。LED光源是一個(gè)電光信號(hào)的轉(zhuǎn)換器,可當(dāng)作光學(xué)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)數(shù)字發(fā)射機(jī)的光源。
目前手機(jī)和無(wú)線終端發(fā)出的射頻信號(hào)會(huì)對(duì)飛機(jī)的導(dǎo)航和通訊系統(tǒng)造成干擾,容易影響飛行安全,所以飛機(jī)上乘客的通信愿望是要被限制的,但是有了LED可見(jiàn)光通信,只需在飛機(jī)上加裝一個(gè)中央控制器,將接收到的衛(wèi)星信號(hào)輸送到乘客座位上的LED閱讀燈上,此時(shí)的LED閱讀燈作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn),接收并發(fā)射信息,放置在其下方的筆記本電腦就能接入互聯(lián)網(wǎng);再比如醫(yī)院,高頻電磁波類(lèi)型的無(wú)線通信干擾可能會(huì)對(duì)某些儀器造成損害,特別是在手術(shù)中,那么這個(gè)時(shí)候也可以用可見(jiàn)光通信安全、高效地控制某些設(shè)備或傳輸X光圖像等。另外LED通信還可用于智能交通系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)交通信息的實(shí)時(shí)廣播和身份識(shí)別等功能。
LED新技術(shù)突破層出不窮
當(dāng)前,我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)正處于飛速發(fā)展的時(shí)期,一方面不斷出臺(tái)相關(guān)扶持政策,另一方面LED綠色概念已逐漸深入人心。面對(duì)誘人的前景和市場(chǎng),部分LED照明廠家開(kāi)始尋求突圍產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新思路,從技術(shù)著手,通過(guò)不斷升級(jí)的技術(shù)創(chuàng)新和自動(dòng)化的科技手段來(lái)降低LED照明產(chǎn)品的成本。
其實(shí),自LED概念誕生以來(lái),技術(shù)上的突破層出不窮。國(guó)外IAO工作室就曾研發(fā)出LED虛擬天空面板。它是以LED燈泡模擬天空和日照,進(jìn)而取代傳統(tǒng)辦公室的天花板,來(lái)營(yíng)造輕松快樂(lè)的工作環(huán)境,提高員工的生產(chǎn)效率。而且LED燈泡的節(jié)能效果比傳統(tǒng)白織燈泡高出8倍,也能為企業(yè)達(dá)到節(jié)省電費(fèi)和提高工作效率的雙贏效果。
如今,無(wú)線技術(shù)已開(kāi)始逐漸被整合到led照明的整體解決方案中,配合智能家居的概念,無(wú)線控制、無(wú)線調(diào)光等無(wú)線集成控制手段越來(lái)越受到青睞。作為智能照明的一大特色,無(wú)線技術(shù)早在2005年就已經(jīng)被用到照明控制中。然而由于種種技術(shù)瓶頸和成本的限制,使得其直到現(xiàn)在才成為市場(chǎng)主流。
通過(guò)智能控制來(lái)創(chuàng)造舒適節(jié)能的照明環(huán)境是“智能化”的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。實(shí)際上,多家知名廠商如Marvell、NPX等已經(jīng)開(kāi)始布局LED照明的智能化控制產(chǎn)品市場(chǎng)。而在實(shí)現(xiàn)智能的方式上,驅(qū)動(dòng)電源和控制系統(tǒng)是兩個(gè)主要的方面,無(wú)線技術(shù)如zigbee、wifi、藍(lán)牙等都能夠幫助LED照明實(shí)現(xiàn)智能控制。
連接網(wǎng)絡(luò)功能的實(shí)現(xiàn)也就不足為奇。另外,LED燈還能扮演家用電器指揮官的角色。有專(zhuān)家介紹:通過(guò)一定的技術(shù)手段LED照明已能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多種電器的開(kāi)關(guān)和調(diào)節(jié)的控制。而LED燈是如何通過(guò)光線傳輸網(wǎng)絡(luò)信號(hào)和控制信號(hào)呢?專(zhuān)家進(jìn)一步解釋說(shuō),LED燈與傳統(tǒng)照明設(shè)備不同,它不僅節(jié)能省電,也能夠通過(guò)高速的開(kāi)關(guān)動(dòng)作,發(fā)出調(diào)制信號(hào),完成資訊與指令的傳輸。每秒開(kāi)關(guān)的速度最高可達(dá)200萬(wàn)次,所以不停的開(kāi)關(guān)動(dòng)作不會(huì)影響正常的照明使用,更不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生影響,因?yàn)槿说娜庋鄹究床坏竭@么快的頻率變化。
LED無(wú)線通訊將得到廣泛應(yīng)用
一直以來(lái)人們?cè)谙硎軣o(wú)線網(wǎng)絡(luò)便捷服務(wù)的同時(shí),也在擔(dān)心它所產(chǎn)生的輻射可能會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不利影響,而用環(huán)保的LED照明燈光上網(wǎng)卻能徹底消除這一顧慮。雖然與無(wú)線技術(shù)相比,LED燈光上網(wǎng)還只是一只潛力股。但它特殊的資訊傳輸方式,在未來(lái)能夠達(dá)到每秒1G以上的接入速度。據(jù)了解,LED在智慧照明領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿薮?,?guó)內(nèi)外也都開(kāi)始了關(guān)于LED無(wú)線通訊技術(shù)的進(jìn)一步研發(fā)研發(fā),這可能會(huì)成為未來(lái)科技發(fā)展的新方向。
目前,LED可見(jiàn)光通信研究在國(guó)外已經(jīng)有十多年的歷史,在某些方面有了較高的技術(shù)水平。而在我國(guó),這項(xiàng)研究雖已取得一定成果,但距離國(guó)際先進(jìn)水平和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,仍存在一定差距。目前商業(yè)應(yīng)用水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到LED的極限效率,而且要開(kāi)展科技研發(fā)在科研人員、研究成本等的投入上也很大。這兩點(diǎn)是目前LED光通信所面臨的兩大難題。
目前,歐美日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家都在加緊研制和發(fā)展這一領(lǐng)域,在某些方面達(dá)到了較高的技術(shù)水平,我國(guó)在這方面通過(guò)國(guó)家的重視和科研人員的努力,不但掌握了LED可見(jiàn)光通信的先進(jìn)技術(shù),而且有了實(shí)際的應(yīng)用設(shè)計(jì),正處于產(chǎn)業(yè)化的前夜,產(chǎn)業(yè)界的應(yīng)用需求是技術(shù)發(fā)展的不竭動(dòng)力,一些機(jī)構(gòu)和企業(yè)正在開(kāi)展低照度可見(jiàn)光通信以及單片集成可見(jiàn)光接收機(jī)芯片設(shè)計(jì)等研究工作。相信,LED可見(jiàn)光通信技術(shù)的發(fā)展必然會(huì)使大家的生活更舒適、更便捷,也能為無(wú)線通信的發(fā)展提供新的解決方案。
LED照明節(jié)能、可靠、使用壽命長(zhǎng),作為下一代主流照明技術(shù)正在大力推廣。它除了用于背光、照明、顯示,還能實(shí)現(xiàn)光學(xué)無(wú)線通信。而紅外通信的光源其實(shí)也包括LED,只是它發(fā)出的光是人眼不可見(jiàn)的紅外光,而照明LED發(fā)出的光是可見(jiàn)光,所以,可見(jiàn)光通信比紅外線(光)通信對(duì)人眼睛的安全性要高些。
未來(lái)“光通信”可廣泛運(yùn)用于醫(yī)院、數(shù)字家庭以及汽車(chē)駕駛等日常生活中去。讓汽車(chē)通過(guò)LED汽車(chē)燈基于可見(jiàn)光通信手段跟外界通信聯(lián)系,獲取更多的交通或位置信息,并增強(qiáng)駕車(chē)的安全性。這一切不會(huì)讓世人等太久。
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