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比WiFi更快更好的LiFi 为何没有广泛普及?

2016-03-21 09:02
FlappyBird
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  2015年,解放军信息工程大学研制出的可见光通信系统经过了工业和信息化部的认证,实时通信速率达到50Gbps。同年,美国国家航空航天局(NASA)与美国可见光通信公司LVX签署了太空行动协议(Space Actagreement),合作研发航天领域的可见光通信技术。该协议授权LVX公司在美国肯尼迪航天中心研究并发展可见光通信在航空航天领域的新应用。2016年,媒体曝出苹果公司应用于iPhone的iOS系统中包含支持LiFi功能的测试代码,并猜测iPhone7中可能采用这一技术。随后在世界移动通信大会MWC2016上,LiFi概念的提出者哈斯教授所创立的PureLifi公司展出了其最新的可见光通信上网卡和上网灯。包括TCL、洲明科技在内的国内照明企业也在努力推动可见光通信的应用落地。

  然而不可否认,可见光通信技术的产业化进程依然缓慢,目前仍处于示范和推广阶段。技术发展的瓶颈、产业链缺少协同和市场定位不清晰等原因限制了可见光通信的产业化进程。

  可见光通信潜在应用领域广泛

  作为半导体发光器件,LED可以通过发光来高速传输信号。不同于白炽灯、节能灯等传统光源,LED能以超高速切换“开”和“关”两种状态,使得LED发出的光呈现“明”和“暗”的快速变化,分别用以代表信息中包含的二进制字符“1”和“0”。可见光通信的原理与光纤通信和红外无线通信有相似之处,基本过程包括:首先将需要传输的信息调制到LED灯发出的光线中,然后通过无线传输,携带信号的光线被远处的半导体光探测器接收,最后通过解调制和信息处理,实现信息的无线传输。LED光的明暗变化非常快,肉眼无法察觉出正在可见光通信的LED和普通LED的区别,人眼不会产生任何不适。

  相对于其他无线通信手段,可见光通信具有以下对比优势:一是具有广泛性。随着LED渗透率的不断提高,LED灯将无处不在,而所有LED灯均可改造为可见光通信的接入点。二是具有高速性。与光纤通信类似,基于LED的光通信的传输速度非常高,实验室中已经可以实现50Gbps的传输速率,是4G通信速度的500倍。三是具有保密性。LED发出的光沿直线传播,会被不透光的障碍物阻挡,只要掐断光的传播路线,就不会造成信息的泄露。四是具有互补性。可见光通信可以在传统无线通信的盲区和电磁屏蔽的场所使用,与现有的无线通信手段形成互补。五是无需频谱认证。LED发出的可见光无需频谱认证,而4G和WiFi等无线通信手段所使用的无线频谱资源紧缺,需要无线电管理部门的分配和认证。六是无电磁辐射和红外光伤害。相对于无线电通信和红外光通信,LED发出的可见光对人体无害。

  可见光通信的优势使得其潜在应用领域非常广泛。一是室内网络接入。未来全球的LED灯将达到上百亿颗,可见光通信可以通过LED灯实现无处不在的网络接入。二是移动支付。利用智能手机自带的LED闪光灯和摄像头来实现移动支付功能,国内的闪易科技公司已推出基于此的光子支付系统。三是室内定位。大型商场和超市可利用室内LED灯发出的光信号来定位顾客,向顾客推送附近货架的商品信息,顾客也可通过智能手机来确定自己在室内的位置。法国家乐福超市已经装备了飞利浦公司提供的可见光通信定位系统。四是物联网。在智能硬件中配置LED灯和光探测器,通过可见光通信技术与其他硬件实现网络连接。五是工业互联网。通过工厂里的LED灯和机器设备上的光探测器来实现机器设备的远程控制和运行状态监测,并实现机器间的互联。六是智能网联汽车。使用车辆上的LED车灯和图像传感器传递车辆信息,或使用LED交通灯为车辆广播临近道路的交通状况和突发情况。

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