可见光通信:速率不断提升中
高速率性是可见光通信的最大优势,也是业界普遍看好其前景的主要原因。但在2000年可见光通信刚刚兴起之时,有限的调制带宽限制了可见光通信的传输速率,起初仅有几十KB每秒,直到2010年以后,可见光通信的速率才有了质的提升——2010年,德国弗劳恩霍夫研究所的团队将通信速率提高至513Mbps创造世界纪录;2013年,复旦大学研发出3.75Gbps离线数据传输的速率,创造世界纪录;同年,英国众多高校的科研人员又把离线速率刷新到10Gbps。
而近日,经我国工信部测试认证,中国“可见光通信系统关键技术研究”又获得重大突破,实时通信速率提高至50Gbps,再次展现了中国在可见光领域的先发实力。
牛津大学的可见光研究实验
不过可见光通信的速度还在不断飙升,据国外媒体报道,牛津大学的研究人员已完成100Gbps可见光通信试验,并命名为“超并行可见光通信”,甚至预测该通信系统的最高速率能达到3Tbps!其原理是借助更多波长的光来实现信号的多路传输,但这也对视场有了更高的要求,理论上,60度的视场可支持6个波长,可实现224Gbps(6个信道)的传输速率,而36度的视场则可支持3个波长,也可实现112Gbps(3个信道)的传输速率。不过在速率提升的同时,传输距离也被缩短,目前仅有3米的有效距离。
虽然目前的可见光传输速率还仅仅停留在实验室阶段,但仅从理论结果来看,其已经远超当前的WiFi和4G网络,因此未来的前景值得期待。当然,可见光通信的优势可不止速率快这一点哦。不信?请接着往下看!
对比WiFi 可见光通信优势明显
“LiFi”将替代WiFi?
其实可见光通信还有另外一个名字,就是“LiFi”,因此不少人将其视为WiFi的替代者。的确,相比WiFi,除了速率优势之外,可见光通信还有很多其它优势,下面具体来说说:
1、密度高,成本低。众所周知,想要实现WiFi覆盖,就需要部署WiFi热点(无线AP/无线路由器),而相比当前WiFi热点的部署,灯光的密度无疑要高出很多;同时利用已有的照明线路即可实现光通信,不必新建基础设施,而且LED灯的改造成本也要比部署WiFi热点低的多。
2、频谱丰富。WiFi的无线传输需要利用了射频信号,然而无线电波在整个电磁频谱中仅占很小的一部分,随着用户对无线网络需求的持续增长,可用的射频频谱将越来越少,终有一天WiFi网络会变得拥挤不堪。相比之下,可见光频谱的宽度是射频频谱的1万倍,完全不用担心频谱不够用的问题,同时还能缓解全球无线频谱资源短缺的现状。
3、无电磁辐射。WiFi依靠的是看不见的无线电波传输,设备功率越大,局部电磁辐射越高,同时也会产生电磁干扰,这对于医院等对电磁信号敏感的机构来说始终是个难题,而选择了可见光通信,则完全没有电磁辐射和干扰的问题。
4、高保密性。只要遮住灯光光线,信息就不可能向照明区以外的人泄漏。
综上所述,用可见光通信替代WiFi,的确是相当不错的选择!但是,在实际应用中,可见光通信还有这自己的不足:
1、安全性不足。刚刚提到的高保密性,仅仅是相对而言的,如果实在用户家中或企业内部使用,确实较为安全,但如果到了公共场所,那么安全威胁可以说是无处不在。
2、传输易被打断。由于光被阻挡,传输就会中断,因此不难想象在实际应用场景中,这种中断可能随时发生。
综合来看,可见光通信确实在理论传输速率、部署、成本、零电磁辐射等方面“秒杀”WiFi,但在实际应用环境下,其易被阻隔的软肋也相当明显,因此可以预计,未来“LiFi”将很难替代WiFi,但可以肯定的是,“LiFi”如果与WiFi进行互补,必将打造出更美好无线新生活。
提前感受可见光通信时代的美好生活
有了可见光通信,未来我们的工作生活将会发生怎样的变化呢?下面就随笔者一起来畅想一番吧!
1、天上、地下都有用
刚刚已经介绍过,可见光通信不会产生电磁干扰,因此当其应用于飞机等环境之中,乘客在飞机上使用终端设备将变得更加的自由;而对于在水下、矿下作业的工人来说,仅靠一束光,就能实现通话和数据传输,相信将会进一步提升工作效率。
2、应用于汽车领域
如今车联网是非常火热的话题,但真正实现车联网,还需要较长一段时间。而引入可见光通信技术,将有望加速车联网的进程,并打造更多创新应用。比如当车灯照到了路边的路牌,路牌马上可以给车辆导航仪传输附近的路况,并告知到达目的地最通畅的道路,让用户拥有更好的驾驶体验;再比如当车辆靠近时,主动提示刹车信息,或实现自动刹车等等。