河南可見光通信技術研究取得重大突破(組圖)

2020-11-25 網易新聞

(原標題:河南可見光通信技術研究取得重大突破(組圖))

通過LED檯燈,能高速上網。

可見光通信高速傳輸原型機

上圖:礦井中,礦工只要經過LED燈下就會被定位。

左圖:礦工頭盔上安裝的裝置

  記者王迎節通訊員宋文文文圖

  核心提示|燈光,可以照亮黑暗、傳遞溫暖。但你知道嗎?它其實也能讓你通達網際網路,甚至擁有「GPS衛星」的功能……

  昨天,大河報記者獲悉,由信息工程大學牽頭承擔的國家863計劃項目以及鄭州市重大專項「可見光通信系統關鍵技術研究與應用」取得重大突破。一舉將可見光實時通信速率提高至50Gbps,是當前公開報導的國際最高水平的5倍,相當於0.2秒即可下載完成一部高清電影。

  只需一盞LED燈,就能實現高速上網,這一技術究竟如何實現?本次突破,是否意味「光互聯」即將進入尋常百姓家呢?  

【突破】  可見光實時通信速率提高至50Gbps是國際最高水平的5倍

  「可見光通信技術,通俗地說,就是在有燈光的地方就可以實現通信、監控、定位。」信息工程大學可見光通信實驗室常務副主任張劍教授介紹說,它的「秘密」在於LED燈燈泡,跟普通日光燈、白熾燈不同,LED燈可快速明滅,閃動頻率極高,從而能承擔發送信息任務。

  近年來,無線通信業務與應用的海量需求,促使射頻識別、藍牙、超寬帶、WiFi等新的無線通信技術層出不窮,加劇了無線電頻譜資源的供求矛盾。而作為一種全新的無線通信技術,可見光通信在世界範圍內頗受重視。

  2011年年初,在我國信息領域著名專家、中國工程院院士鄔江興的推動下,信息工程大學可見光通信實驗室正式掛牌成立,並開始承擔國家863計劃「可見光通信系統關鍵技術研究」項目。

  幾年來,實驗室在基礎研究領域達到國際領先水平——

  2014年11月,實驗室研發的煤礦井下可見光通信與定位系統,在平頂山平煤神馬集團的巷道安裝測試成功,這是可見光通信技術第一次進入煤礦井下的應用示範。如今,項目研究再次取得重大突破,將可見光實時通信速率提高至50Gbps,是當前公開報導的國際最高水平的5倍,相關成果已經通過國家工業與信息化部電信傳輸研究所測試認證。  

【價值】  無線通信「光互聯」一個嶄新的資源被激活

  在張劍看來,可見光通信蘊含巨大通信容量,激活了一個嶄新的頻譜資源,這是該技術最大的價值所在。「根據推算,網絡數據量會超越現有無線頻率資源承受能力,而可見光頻段介於400THz-800THz之間,是在用無線電頻譜的近1萬倍,蘊含著巨大通信容量,且無需授權。」

  據實驗室主任於宏毅教授介紹,目前,全球大約擁有440億盞燈具構成的照明網絡,數百億的LED照明設備與其他設備融合將構築一個巨大的可見光通信網。「可以設想一下,未來如果實現大規模可見光通信的話,每盞燈都可以當做一個高速網絡熱點。人們在路燈下就能下載電影,在飛機、高鐵上藉助LED光源就能實現高速上網……」實驗室汪濤博士在受訪時說。

  此外,可見光通信頻段避開了常用無線電頻段,不存在與現有電子設備相互間的電磁幹擾問題,與現有電子設備兼容性良好,在航空、醫療和礦井等對射頻電磁輻射敏感及有嚴格限制的領域,可見光通信的無電磁輻射特性則可使其大顯身手。  

【優勢】  綠色安全無輻射

  對於習慣了光纖上網、無線WIFI的大眾來說,可見光通信似乎還是個新生事物。兩者相比,可見光通信究竟會有哪些優勢?

  「可見光通信技術的應用範圍,是超出想像的。」張劍說,無論是在飛機上,還是在礦井下,只要有燈光便可以進行通信;每盞路燈都可成為一個路由器;汽車通過頭燈和尾燈,彼此之間交換信息……

  首先,跟傳統無線電通信相比,可見光通信的調製帶寬、安全性和私密性極高,無電磁幹擾和輻射,也無需頻段許可授權,藉助LED燈就可低成本實現高寬帶高速率無線通信,是典型的綠色通信技術。

  同時,由於可見光具有定向輻射、快速衰減的特點,可以將其覆蓋範圍控制在有限範圍內,從而大大降低了無線信號洩露的概率,通信安全性可以得到保證,從房間外進行信號竊取和幹擾非常困難。

  「基於上述優勢,這一技術可廣泛用於導航定位、安全通信與支付、智能交通管控、超市導購、隱式廣告等新興領域。」張劍說。昨天,記者在信息工程大學看到,該技術應用於導航定位、影視廣告等領域的研發產品已經開發完成。  

【規劃】  鄭州金水區10萬戶居民今年有望用檯燈上網學習、娛樂

  那麼,可見光通信技術究竟啥時候能進入尋常百姓家呢?

  據實驗室朱義君副教授介紹,我省高度重視可見光通信技術研究,基於該技術的環保特點,今年鄭州市政府計劃投資2000萬元,重點在金水區打造一個應用示範項目。建立綠色智慧信息網絡,覆蓋金水區大約10萬戶居民。「讓可見光通信技術真正進入居民家中,讓家長、孩子在LED檯燈下就能上網學習、娛樂。」

  另外,可見光通信模塊將來有望設置到手機內,讓手機能隨時隨地聯繫可見光網絡。  

【釋疑】  可見光通信不僅僅是「Li-Fi」

  據了解,1998年香港大學首先提出室外可見光通信概念,並於1999年實現了首個可見光通信系統。此後,日本、美國等國政府及研究機構開始出重金研發。2011年,愛丁堡大學哈斯教授提出Li-Fi概念,讓可見光通信以一種全新理念進入全世界視野……

  「而自打該理念提出之後,不少人總把可見光通信簡單地理解為『Li-Fi』。」張劍告訴記者。

  據了解,「Li-Fi」是「可見光無線通信」的英文縮寫,是利用快速的光脈衝無線傳輸信息。它是運用已鋪設好的設備(無處不在的LED燈),通過在燈泡上植入一個微小的晶片形成類似於AP(WiFi熱點)的設備,使終端隨時能接入網絡。該技術通過改變房間照明光線的閃爍頻率進行數據傳輸,只要在室內開啟電燈,無需WiFi也便可接入網際網路。

  Li-Fi』是基於可見光通信技術的無線應用,不能等同於可見光通信。現在有很多人將兩者簡單地畫等號,這是不太準確的。」張劍說,可見光通信技術使幾乎無處不在的照明設備搖身一變,具備了「無線路由器」、「通信基站」、「網絡接入點」甚至「GPS衛星」的功能。(來源:大河網-大河報)

本文來源:大河網 責任編輯:王曉易_NE0011

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