近日，日本沖繩縣那霸市的風險企業(yè)LAMPSERVE公司宣布從9月開始進行全球首項戶外實證實驗，著手確立高速通信技術。此條信息使光通訊技術又一次出現在人們的視野中，其作為利用LED的新通信技術更備受關注。
而在一年前，英國愛丁堡大學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的可能。人們傳統使用無線電波傳送數據，HaraldHaas比較了可見光的光譜，在傳送數據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，光通訊技術就是可直接通過LED燈光進行寬帶網絡的連接。
LED光源實現高速寬帶連線
LED燈是新型的照明設備，與傳統照明設備不同，它不僅省電，還可以通過高速的開關動作，發(fā)出調制過的信號，完成信息和指令的傳輸。科研人員介紹，每秒開關的速度可達200萬次，肉眼根本無法感覺到，所以不停的開關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，在沒有網線連接和無線內置埠的情況下流暢的進行網絡寬帶連線，并完成流覽網頁，播放視頻等諸多網絡功能，這其中的奧秘就在于房頂上LED照明燈。據有關專家介紹，聯通網絡的信號正是通過LED燈光傳輸給電腦的。通過這種方式測算出的上網最大傳輸速率甚至可以達到每秒數十兆。
與目前使用的無線局域網（無線LAN）相比，“可見光通信”系統可利用室內照明設備代替無線LAN局域網基站發(fā)射信號，其通信速度可達每秒數十兆至數百兆，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據。該系統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。
我們熟知的光纖傳輸，得拉線、布網，而可見光通信借用照明網絡中的照明燈進行通信，只要在有LED照明范圍內的自由空間就可以實現無線數據通信。目前常用的無線射頻通信中的射頻信號對人體有害，且容易對其他設備產生電磁干擾，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。
光通信技術在家庭應用方面，也具有非常明顯的優(yōu)勢。來自智能家居系統中央控制器的控制指令信號對LED燈進行調制后轉換為光信號，以燈光照射的方式實現下行傳輸，在燈光照射范圍內安置的接收設備就可以接收光信號，并能把光信號轉換為電信號，實現信息、指令的接收。LED光源是一個電光信號的轉換器，可當作光學無線局域網絡（WLAN）數字發(fā)射機的光源。
目前手機和無線終端發(fā)出的射頻信號會對飛機的導航和通訊系統造成干擾，容易影響飛行安全，所以飛機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閱讀燈作為一個網絡接入點，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網；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、高效地控制某些設備或傳輸X光圖像等。另外LED通信還可用于智能交通系統，實現交通信息的實時廣播和身份識別等功能。
LED新技術突破層出不窮
當前，我國LED產業(yè)正處于飛速發(fā)展的時期，一方面不斷出臺相關扶持政策，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業(yè)發(fā)展的新思路，從技術著手，通過不斷升級的技術創(chuàng)新和自動化的科技手段來降低LED照明產品的成本。
其實，自LED概念誕生以來，技術上的突破層出不窮。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，進而取代傳統辦公室的天花板，來營造輕松快樂的工作環(huán)境，提高員工的生產效率。而且LED燈泡的節(jié)能效果比傳統白織燈泡高出8倍，也能為企業(yè)達到節(jié)省電費和提高工作效率的雙贏效果。
如今，無線技術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，無線技術早在2005年就已經被用到照明控制中。然而由于種種技術瓶頸和成本的限制，使得其直到現在才成為市場主流。
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等已經開始布局LED照明的智能化控制產品市場。而在實現智能的方式上，驅動電源和控制系統是兩個主要的方面，無線技術如zigbee、wifi、藍牙等都能夠幫助LED照明實現智能控制。
連接網絡功能的實現也就不足為奇。另外，LED燈還能扮演家用電器指揮官的角色。有專家介紹：通過一定的技術手段LED照明已能夠實現對多種電器的開關和調節(jié)的控制。而LED燈是如何通過光線傳輸網絡信號和控制信號呢？專家進一步解釋說，LED燈與傳統照明設備不同，它不僅節(jié)能省電，也能夠通過高速的開關動作，發(fā)出調制信號，完成資訊與指令的傳輸。每秒開關的速度最高可達200萬次，所以不停的開關動作不會影響正常的照明使用，更不會對人體產生影響，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用
一直以來人們在享受無線網絡便捷服務的同時，也在擔心它所產生的輻射可能會對人體產生不利影響，而用環(huán)保的LED照明燈光上網卻能徹底消除這一顧慮。雖然與無線技術相比，LED燈光上網還只是一只潛力股。但它特殊的資訊傳輸方式，在未來能夠達到每秒1G以上的接入速度。據了解，LED在智慧照明領域發(fā)展?jié)摿薮?，國內外也都開始了關于LED無線通訊技術的進一步研發(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有十多年的歷史，在某些方面有了較高的技術水平。而在我國，這項研究雖已取得一定成果，但距離國際先進水平和大規(guī)模產業(yè)化應用，仍存在一定差距。目前商業(yè)應用水平還遠遠沒有達到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)達國家都在加緊研制和發(fā)展這一領域，在某些方面達到了較高的技術水平，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可見光通信的先進技術，而且有了實際的應用設計，正處于產業(yè)化的前夜，產業(yè)界的應用需求是技術發(fā)展的不竭動力，一些機構和企業(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芯片設計等研究工作。相信，LED可見光通信技術的發(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正在大力推廣。它除了用于背光、照明、顯示，還能實現光學無線通信。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系，獲取更多的交通或位置信息，并增強駕車的安全性。這一切不會讓世人等太久。
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