LIFI可见光通信.pptx

目录目录一、LIFI简介（LightFidelity）二、基本概念三、主要应用四、原理五、目前进展六、优势七、存在的局限性八、未来展望一、一、LIFI简介简介LIFI（LightFidelity），全称为可见光无线通信，又称光保真技术，是一种利用灯泡发出的光传输数据的技术。LiFi技术运用无处不在的LED灯，通过在灯泡上植入一个微小的芯片形成类似于AP（WiFi热点）的设备，使终端随时能接入网络。LIFI发明的初衷是挑战原有的wifi技术，但鉴于此技术的局限性，LIFI可作为wifi的补充在小空间范围内使用。无需无需WiFi信号，信号，点一盏点一盏LED灯灯就能上网。就能上网。10月17日，复旦大学实验室里传来了LiFi技术成功应用的消息，单向速度高达3.7G/s。这意味着未来所有灯光可及之处，将成为可以享受网上冲浪乐趣的地方。德国物理学家哈拉尔德哈斯由灯泡本身“点亮”了奇思妙想：依赖一盏小小的灯，将看不见的网络信号，变成“看得见”的网络信号。哈斯和他在英国爱丁堡大学的团队最新发明了一种专利技术，利用闪烁的灯光来传输数字信息，这个过程被称为可见光通讯（VLC），人们常把它亲切地称为“Lifi”，以示它能给以WiFi为代表的无线网络传输技术可能带来革命性的改变。二、一些基本概念二、一些基本概念根据不同速率在光中编码信息完全可行，例如LED开表示1，关表示0，通过快速开关就能传输信息。由于LED的发光强度，人眼不会注意到光的快速变化。与光纤通信拥有同样的优点，高带宽，高速率，不同的是LiFi是使光传播在我们周围的环境中，自然光能到达的任何地方，就有LiFi的信号。LiFi技术是运用已铺设好的设备（无处不在的灯泡），只要在灯泡上植入一个微小的芯片，就能变成了类似于AP（WiFi热点）的设备，是终端随时能接入网络。这有点像欧洲当年发明ADSL技术一样，也是已有的设备上，充分利用频带资源，才使得现在网上冲浪成为普通家庭生活的一部分。Haas哈斯Haas和他爱丁堡大学的团队发明了一项专利技术，利用一束闪光来无线传输数字信息，这类技术通常被称作可见光通信(VLC)。Haas表示：“我最大的设想就是将电灯泡变为宽带通信设备。这样电灯泡不仅能提供照明，也将成为一款必要的工具。”Haas认为，通过给普通的LED灯泡加装微芯片，使灯泡以极快的速度闪烁，就可以利用灯泡发送数据。而灯泡的闪烁频率达到每秒数百万次。通过这种方式，LED灯泡可以快速传输二进制编码。但对裸眼来说，这样的闪烁是不可见的，只有光敏接收器才能探测。这一技术意味着，只要你拥有电灯泡，就可以获得无线互联网连接。目前全世界的电灯泡数量约有140亿盏。实际上，这也意味着任何路灯都可以成为互联网接入点。三、应用三、应用通过给普通的LED灯泡加装微芯片，使灯泡以极快的速度闪烁，就可以利用灯泡发送数据。而灯泡的闪烁频率达到每秒数百万次。通过这种方式，LED灯泡可以快速传输二进制编码。但对裸眼来说，这样的闪烁是不可见的，只有光敏接收器才能探测。这类似于通过火炬发送莫尔斯码，但速度更快，并使用了计算机能理解的字母表。想象一下这样的场景：在街头，利用路灯就可以下载电影；在家里，打开台灯就可以下载歌曲；在餐厅，坐在有灯光的地方就可以发微博；即便是在水下，只要有灯光照射就可以上网。LiFi另一个巨大的好处是在任何对无线电敏感的场合都可以使用，比如飞机上、手术室里等。四、原理四、原理光和无线电波一样，都属于电磁波的一种，传播网络信号的基本原理是一致的。给普通的LED灯泡装上微芯片，可以控制它每秒数百万次闪烁，亮了表示1，灭了代表0。由于频率太快，人眼根本觉察不到，光敏传感器却可以接收到这些变化。就这样，二进制的数据就被快速编码成灯光信号并进行了有效的传输。灯光下的电脑，通过一套特制的接收装置，读懂灯光里的“莫尔斯密码”。这项技术的核心是一种新世代的高亮度发光二极管。原理其实很简单，LED亮了，就表示传输一个数字的1，灭了就传输一个0，LED可以快速地在明暗之间切换，这样就能很有效地传输数据。五、进展复旦大学信息科学与工程学院研究人员将网络信号接入一盏1W的LED灯珠，灯光下的4台电脑即可上网，离线最高单向传输速率达到3.7G/S，创造了可见光无线通信领域的单向传输速度世界纪录。实时系统平均上网速率达到150M，堪称世界最快的“灯光上网”。下个月，10台样机将亮相2013年上海工博会。六、优势可见光通讯安全又经济“有灯光的地方，就有网络信号。关掉灯，网络全无。”迟楠告诉记者，与现有WiFi相比，未来的可见光通讯安全又经济。WiFi依赖看不见的无线电波传输，设备功率越来越大，局部电磁辐射势必增强；无线信号穿墙而过，网络信息不安全。这些安全隐患，在可见光通讯中“一扫而光”。而且，光谱比无线电频谱大10000倍，意味着更大的带宽和更高的速度，网络设置又几乎不需要任何新的基础设施优势（一）建设便利建设便利。灯泡这种设备在早百多年前被人类发明，并在这百多年来，灯泡的技术越来越发达。人们可以利用已经铺设好的电灯设备电路，在需要接入网络的地方植入一个芯片即可。例如高速公路上的路灯，人们在高速行驶的车上能轻易的接收到路灯传来的信号。优势（二）可见光的频谱带宽是目前电磁波带宽10000倍。优势（三）绿色，低能耗。绿色，低能耗。安全：安全：可见光只能延直线传播，不会穿透墙体的物体。数据只往人们所设定的方向传播，只有利于信息的安全性。（两面性两面性）七、局限性七、局限性Lifi技术本身也有其局限性，例如若灯光被阻挡，网络信号将被切断等等。因此，它并不是WiFi的竞争对手，而是一种相互补充，有助于释放频谱空间。反向通信：从LED灯泡发射信号到手机上的光电二极管只解决了问题的一半，如何从手机发信号回去才能保证通信链路畅通（当然可以用无线电通信作为补充，不过这让这个技术的标准化变得很难）。没有人希望自己的手机在欣赏视频的时候还亮着大灯泡。环境干扰环境干扰：环境光源有时候会工作在同样的光谱频段，这时候如果环境光源比较强，很有可能LiFi会无法正常通信，由于信/干噪比(SINR)太差。你能容忍太阳光太强的时候，屋里面没法正常通信吗没错，你手里的红外遥控器在阳光太强的时候有可能会失灵，LiFi也一样。通信距离：虽然在实验室中有论文号称通信能达到1Gbps的带宽，在一般没有专家指导的安装环境中，这实际上很难达到。可以期待的带宽应该在Mbps范围。竞争技术：而且并不像LiFi的声称者所说的那样，无线电通信就不能做到LiFi的优点，实际上WiFi联盟正在制定一个新的标准802.11ad，在60GHz通信，也具有带宽大(7Gbps)、距离短(10m)、保密性能好(无法穿墙)等等特点。个人的经验，要知道一项技术好不好，不仅要听技术的倡导者怎么说，更要听技术的竞争对手怎么说。关联技术：搞可见光通信，就意味着做出来的产品不仅要符合通信的标准，还要符合可见光的技术规范。相关的产品要有更多的认证工作要做，这可能不是一两年就可以完成的。而且怎么通过有线把通信网络接入每个灯泡，也不是那么简单的，目前比较有希望的是同电力线通信(PLC)联合。标准化：目前802.15.7还刚刚起步甚至没有一个统一的标准，前面还有漫长的路要走，要形成一个有影响力的产业，不是一家公司能够做到的。目前来讲，产业链里面还缺少重量级的公司加入。八、未来展望其未来，能否产生杀手锏式的应用，还依赖人们无限的想象力：汽车间依靠LED车灯来“对话”，飞机客舱里乘客利用头顶的LED阅读灯来上网