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用灯泡能上网,是真的吗?新科技可见光通信技术

来源: 网络整理 作者: 网络 发布时间:2016-11-01 21:02:36

  在日常生活中,灯泡给了我们无处不在的照明。除了照明,如果有人告诉你灯泡还能通信,并且通信速率还很高,你信还是不信呢?

  灯泡通信是一件很新奇的事,它得益于令人浮想联翩的新科技——可见光通信技术。

用灯泡能上网,是真的吗?新科技可见光通信技术

  上网搜搜“可见光通信技术”,你能看到各种报道,包括中国人在2010年上海世博会的展示、外国人在TED上的介绍、美国时代周刊的“LiFi”、中国中央电视台的“光怪路由”……

  如果你关注可见光通信系统的速率指标,你还会发现科研团队的成果不管是10Mbps、100Mbps、Gbps还是数十Gbps,都能标称国际先进。

  要想客观评价这项无线通信新技术的研究进展,还得学习一些通信技术的基本知识。

  作为一名从事可见光通信技术研究的一线科研人员,下面我以中国科学院半导体研究所的一项研究成果为案例,对可见光通信这项无线通信新技术进行简单的科普。

  在中国科学院官网上,对半导体研究所的一项可见光通信技术研究成果有如下描述:

  基于1瓦荧光型白光LED[1]和PIN探测器[2]在OOK调制下单路[3]实时[4]传输平均速率[5]610Mbps,在传输距离6.2米时,平均误码率[6]为3.5e-5量级,远低于前向纠错的误码率上限要求3.8e-3。

  网站还附上了如下图所示的系统实物照片和安捷伦误码率测试仪[7]81250的测试结果。

用灯泡能上网,是真的吗?新科技可见光通信技术

  下面我们针对上述这段话中的几个关键词逐一进行解读。

  “1瓦荧光型白光LED”

  目前常用的半导体照明光源是荧光型白光LED,因为荧光不适宜做高速光通信,所以有人会用不含荧光的蓝光LED,甚至使用三颗芯片的RGB三基色LED或者四颗芯片的RGBY四色LED,这样能利用波分复用实现多芯片速率的累加。

四种半导体照明光源(点击图片可放大)

  “PIN探测器”

  半导体光探测器按照器件结构分最常用的是PIN探测器和APD探测器。其中,APD探测器带雪崩放大功能,能实现微弱光信号的探测,能有效延长光通信系统通信距离,价格昂贵。PIN探测器虽然便宜,但是本身不带信号放大功能,对最小信号光功率要求较高。

PIN探测器和APD探测器

PIN探测器和APD探测器

  “单路”

  单路就是一个通道,多色光的波分复用或者多个LED的空分复用是多通道通信,多个通道的通信速率累加就是系统的通信速率。

单一通道传输和多通道传输

单一通道传输和多通道传输

  “实时”

  实时是相对离线而言的,离线处理肯定是非实时通信,因为它只能发一个数据包,不能连续发送并处理数据包,而实时就是能连续传输并处理,如果要做个比喻的话,实时通信就好比自来水管放水,而离线处理则是抛扔瓶装水。

实时通信和非实时通信就好比一个是自来水管放水,一个是抛扔瓶装水

实时通信和非实时通信就好比一个是自来水管放水,一个是抛扔瓶装水

  “平均速率”

  所谓平均速率,就是通信系统持续工作一段时间(比如2个小时)平均每秒传送了多少比特信息。而峰值最高速率就是某一瞬间的最高速率,可以比喻成“最辉煌的瞬间”。

平均速率和分值速率

平均速率和分值速率

  “平均误码率”

责任编辑:网络
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