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Li-Fi,有光照就有网络

众所周知,Wi-Fi(无线保真)的出现对各种移动通信终端(如智能手机和平板电脑)的使用产生了巨大影响。员工可以访问公司内的任何地方的内部网络,人们可以访问咖啡馆和酒店。互联网,办公室和其他地方聊天,聊天和玩游戏.但是,Wi-Fi也有一些不尽如人意的缺点,如信号覆盖小,黑客容易劫持,以及多人同时访问时容易减速。

2018年8月,首届中国国际智能产业博览会发出了一个好消息 - 人民解放军战略支援部队信息工程大学和东莞信达综合创新研究院宣布,全球首个商用级UWB可见光通信芯片组正式推出世界标志着中国进入超宽带可见光无线通信时代的开始。那么超宽带可见光通信意味着什么呢?它会给人们的日常生活带来什么变化?

什么是Li-Fi

所谓的可见光无线通信(Li-Fi)实际上是一种利用可见光谱提供无线网络接入的新技术,即利用半导体照明光来实现新的高速数据传输技术“可以在线闪耀。“通过LED(发光二极管)灯调节光强度来实现可见光无线通信的传输。尽管肉眼看不到这种光,但它可以被光敏接收器读取为数据。事实上,研究人员通过一个特殊的超宽带Li-Fi专用芯片组控制LED灯的光输出。该芯片组由光电前端芯片和数字基带芯片组成,支持高达每秒千兆位(Gbps)的高速传输,完全兼容主流高速接口协议标准。因此,人眼不可见的这种光可以每秒调制数百万次信号,并且它可以比Wi-Fi快100倍地传输数据,比5G(第5代移动通信技术)快10倍。

研究人员表示,Li-Fi自其构思及其实际应用以来已有近150年的历史。它的成功不是要取代Wi-Fi,而是要克服Wi-Fi的缺点和问题。因此,在Li-Fi问世之后,无论人们使用智能手机还是平板电脑,Wi-Fi和Li-Fi都将同时存在。那时,智能手机,平板电脑等将有一个特殊的接收器和发射器来接收和发送Li-Fi光信号。同时,他们还有一个特殊的专用芯片组(包括编码器/解码器)。将Li-Fi光信号转换为所需的应用数据。 Li-Fi的工作原理专家告诉人们,LED灯的开关速度比传统的荧光灯和白炽灯快。如果将微芯片组添加到普通LED灯,则可以控制LED灯以极快的速度(每秒数百万次)闪烁。虽然我们无法用肉眼检测到它,但光传感器可以接受这些变化。使用LED灯发送数据。

因此,在Li-Fi和普通LED灯中使用的LED灯之间存在许多差异。关键的区别在于,Li-Fi中使用的LED灯具有可以发送和接收无线信号并使用不同强度光对的驱动电路。对数据信号进行编码和解码。它们可以通过网络电缆连接到网络,也可以通过电源线连接和接收。

可以看出,Li-Fi实际上是具有双向链路的通信模式,两端使用特殊的光电探测器,一端在室内LED灯中,另一端在各种移动通信终端中。该设备或嵌入其内部无线发射器,无线发射器可以将数据发送回LED灯。因此,当房间内有多个Li-Fi LED灯时,移动通信终端设备自动检测具有最强信号的LED并转移到LED灯以保持信号连接并且最佳。

不言而喻,只要有LED灯,无论是传输数据信息,进行语音,视频通话,还是调整物联网设备的开关,都可以轻松实现。此外,凭借其超高的传输速度,人们可以更有效地使用它。

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迷人的技术优势

专家指出,Li-Fi是现代先进通信系统的典范,它结合了高速,高密度,低成本,无电磁辐射和高机密性,主要表现在以下几个方面。

首先,Li-Fi与其他类型的通信RF频率完全不同,并且没有频带过载和信号干扰的问题。使用Wi-Fi的各种移动通信设备使2.4 GHz和5 GHz频段饱和,而虚拟现实,无人驾驶汽车和数十亿物联网设备等新技术如雨后春笋般出现。 Jihe和5 GHz频段甚至更加不堪重负。 Li-Fi频谱是整个300 GHz无线电频谱的1000倍,足以提供充足的无线信道。

其次,将Li-Fi添加到各种现有的移动通信终端设备是一种廉价的选择。不仅因为技术成本迅速下降,而且通过向设备添加编解码器芯片,可以使智能电话等的使用更加方便。

第三,由于Li-Fi使用可见光谱,与可以穿透房间墙壁的Wi-Fi不同,Li-Fi无法穿透墙壁的“缺陷”,但它是安全连接的“优势”。用户可以构建一个封闭的安全无线网络,而不必担心被网络窃取。

第四,Li-Fi可用作路灯和前灯,作为智能城市应用的接入点。例如,当灯光照射在路牌上时,道路标志可以将附近的道路状况传输到车辆导航仪并且将最平坦的道路通知到目的地,从而使用户具有更好的驾驶体验。

第五,Li-Fi可以放置在室内照明系统中,作为办公设备和家用电器的各种互联网的门户,构建智能办公和智能生活。例如,只要室内灯光闪亮,您就可以长时间下载数据。当您在早上打开灯时,您可以使用手机,电脑等随时了解国内外的天气状况,最新的旅行信息和重要新闻。会员可以在“第二次通过”中共享数据信息。

无法估量的发展前景

Li-Fi是一项令人兴奋的新技术。其最突出的贡献是突破室内“最后10米”和短距离超宽带无线光纤互联的技术瓶颈,就像“城市轨道交通+公交连接”一样,解决了“最后1公里”的居民出行。意义上,它开创了集成绿色节能,短距离超宽带和无线光纤互连的新兴应用通信。在未来,Li-Fi将像Wi-Fi一样无处不在。

专家们描绘了Li-Fi的美好未来:目前,全球约有240亿盏灯具,一旦数百亿的LED照明设备与其他设备相结合,形成庞大的Li-Fi网络, light可以用作高速网络的接入热点。当人们在等公共汽车时,他们可以在路灯下下载几部电影。即使在飞机和高速铁路上,他们也可以使用LED光源进行无线高速互联网接入,以满足网络的终端,如室内网络,物联网,车辆互联网和安全支付。对无线通信的需求为“因特网+”提供了一种新的访问方法。

在接下来的几十年里,Li-Fi将引领下一代无线通信技术,它将等待实现基于虚拟现实的场景,这将足以形成一个价值数万亿美元的战略性新兴产业。

本文来自《科学画报》

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