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LED光通訊時代即將來臨

編輯：zhanghexun 2013-10-06 09:42:54 瀏覽：1936 來源：中華LED在線

　　近日，日本沖繩縣那霸市的風(fēng)險企業(yè)LAMPSERVE公司宣布從9月開始進(jìn)行全球首項戶外實證實驗，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，英國愛丁堡大學(xué)HaraldHaas教授就在TED全球公開課上，使用一個LED臺燈傳送了一段花朵盛開的視頻，向世界展示可見光傳輸?shù)目赡堋Ｈ藗儌鹘y(tǒng)使用無線電波傳送數(shù)據(jù)，HaraldHaas比較了可見光的光譜，在傳送數(shù)據(jù)上能用的范圍是無線電波的一萬倍。那到底什么是光通信？簡單一點說，光通訊技術(shù)就是可直接通過LED燈光進(jìn)行寬帶網(wǎng)絡(luò)的連接。

　　LED光源實現(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，還可以通過高速的開關(guān)動作，發(fā)出調(diào)制過的信號，完成信息和指令的傳輸。科研人員介紹，每秒開關(guān)的速度可達(dá)200萬次，肉眼根本無法感覺到，所以不停的開關(guān)動作不會影響正常的照明使用。

　　不久的未來，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，還滿載了豐富的資訊。一臺電腦可置于LED燈光的照射下，在沒有網(wǎng)線連接和無線內(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，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)專家介紹，聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)的信號正是通過LED燈光傳輸給電腦的。通過這種方式測算出的上網(wǎng)最大傳輸速率甚至可以達(dá)到每秒數(shù)十兆。

　　與目前使用的無線局域網(wǎng)（無線LAN）相比，“可見光通信”系統(tǒng)可利用室內(nèi)照明設(shè)備代替無線LAN局域網(wǎng)基站發(fā)射信號，其通信速度可達(dá)每秒數(shù)十兆至數(shù)百兆，未來傳輸速度還可能超過光纖通信。利用專用的、能夠接發(fā)信號功能的電腦以及移動信息終端，只要在室內(nèi)燈光照到的地方，就可以長時間下載和上傳高清晰畫像和動畫等數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還具有安全性高的特點。用窗簾遮住光線，信息就不會外泄至室外，同時使用多臺電腦也不會影響通信速度。由于不使用無線電波通信，對電磁信號敏感的醫(yī)院等部門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現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通信。目前常用的無線射頻通信中的射頻信號對人體有害，且容易對其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，不適宜在電磁敏感區(qū)使用，而LED可見光通信則沒有這些問題。

　　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。來自智能家居系統(tǒng)中央控制器的控制指令信號對LED燈進(jìn)行調(diào)制后轉(zhuǎn)換為光信號，以燈光照射的方式實現(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，并能把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，實現(xiàn)信息、指令的接收。LED光源是一個電光信號的轉(zhuǎn)換器，可當(dāng)作光學(xué)無線局域網(wǎng)絡(luò)（WLAN）數(shù)字發(fā)射機(jī)的光源。

　　目前手機(jī)和無線終端發(fā)出的射頻信號會對飛機(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可見光通信，只需在飛機(jī)上加裝一個中央控制器，將接收到的衛(wèi)星信號輸送到乘客座位上的LED閱讀燈上，此時的LED閱讀燈作為一個網(wǎng)絡(luò)接入點，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，高頻電磁波類型的無線通信干擾可能會對某些儀器造成損害，特別是在手術(shù)中，那么這個時候也可以用可見光通信安全、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)，實現(xiàn)交通信息的實時廣播和身份識別等功能。

　　LED新技術(shù)突破層出不窮

　　當(dāng)前，我國LED產(chǎn)業(yè)正處于飛速發(fā)展的時期，一方面不斷出臺相關(guān)扶持政策，另一方面LED綠色概念已逐漸深入人心。面對誘人的前景和市場，部分LED照明廠家開始尋求突圍產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新思路，從技術(shù)著手，通過不斷升級的技術(shù)創(chuàng)新和自動化的科技手段來降低LED照明產(chǎn)品的成本。

　　其實，自LED概念誕生以來，技術(shù)上的突破層出不窮。國外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，來營造輕松快樂的工作環(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)省電費和提高工作效率的雙贏效果。

　　如今，無線技術(shù)已開始逐漸被整合到led照明的整體解決方案中，配合智能家居的概念，無線控制、無線調(diào)光等無線集成控制手段越來越受到青睞。作為智能照明的一大特色，無線技術(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)在才成為市場主流。

　　通過智能控制來創(chuàng)造舒適節(jié)能的照明環(huán)境是“智能化”的一個優(yōu)勢。實際上，多家知名廠商如Marvell、NPX等已經(jīng)開始布局LED照明的智能化控制產(chǎn)品市場。而在實現(xiàn)智能的方式上，驅(qū)動電源和控制系統(tǒng)是兩個主要的方面，無線技術(shù)如zigbee、wifi、藍(lán)牙等都能夠幫助LED照明實現(xiàn)智能控制。

　　連接網(wǎng)絡(luò)功能的實現(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。有專家介紹：通過一定的技術(shù)手段LED照明已能夠?qū)崿F(xiàn)對多種電器的開關(guān)和調(diào)節(jié)的控制。而LED燈是如何通過光線傳輸網(wǎng)絡(luò)信號和控制信號呢？專家進(jìn)一步解釋說，LED燈與傳統(tǒng)照明設(shè)備不同，它不僅節(jié)能省電，也能夠通過高速的開關(guān)動作，發(fā)出調(diào)制信號，完成資訊與指令的傳輸。每秒開關(guān)的速度最高可達(dá)200萬次，所以不停的開關(guān)動作不會影響正常的照明使用，更不會對人體產(chǎn)生影響，因為人的肉眼根本看不到這么快的頻率變化。

　　LED無線通訊將得到廣泛應(yīng)用

　　一直以來人們在享受無線網(wǎng)絡(luò)便捷服務(wù)的同時，也在擔(dān)心它所產(chǎn)生的輻射可能會對人體產(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薮螅瑖鴥?nèi)外也都開始了關(guān)于LED無線通訊技術(shù)的進(jìn)一步研發(fā)研發(fā)，這可能會成為未來科技發(fā)展的新方向。

　　目前，LED可見光通信研究在國外已經(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，這項研究雖已取得一定成果，但距離國際先進(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)沒有達(dá)到LED的極限效率，而且要開展科技研發(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，我國在這方面通過國家的重視和科研人員的努力，不但掌握了LED可見光通信的先進(jìn)技術(shù)，而且有了實際的應(yīng)用設(shè)計，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)展的不竭動力，一些機(jī)構(gòu)和企業(yè)正在開展低照度可見光通信以及單片集成可見光接收機(jī)芯片設(shè)計等研究工作。相信，LED可見光通信技術(shù)的發(fā)展必然會使大家的生活更舒適、更便捷，也能為無線通信的發(fā)展提供新的解決方案。

　　LED照明節(jié)能、可靠、使用壽命長，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，還能實現(xiàn)光學(xué)無線通信。而紅外通信的光源其實也包括LED，只是它發(fā)出的光是人眼不可見的紅外光，而照明LED發(fā)出的光是可見光，所以，可見光通信比紅外線（光）通信對人眼睛的安全性要高些。

　　未來“光通信”可廣泛運用于醫(yī)院、數(shù)字家庭以及汽車駕駛等日常生活中去。讓汽車通過LED汽車燈基于可見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)駕車的安全性。這一切不會讓世人等太久。