可见光通信PPT课件

可见光通信,1,-,目录,1.LIFI简介,2.原理,3.应用,4.优势,5.劣势,6.国内研究现状,8.总结,7.国外研究,2,-,一、LIFI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（Wi-Fi热点）的设备，使终端随时能接入网络。,可分为室内可见光通信和室外可见光通信两大类白光LED具有通信与照明的双重功能。可见光通信系统可利用室内白光照明设备代替无线局域网基站，其通信速度可达每秒数十兆至数百兆，只要在室内灯光照到的地方，就可以实现长时间的高速数据传输；可见光通信系统具有安全性高的特点，室内的信息不会外泄漏到室外；由于不使用无线电波通信，在对电磁信号敏感的环境中可以自由使用该系统。,3,-,二、原理,4,-,路由器接收来自信息终端用户的信息，同时分时段地将接收到的信息通过主光源以广播的方式发送出去。适配器包括下行链路的白光LED光源和上行链路的光电接收器，具有发射和接收功能，且负责将终端用户的信息调制成光信号，并接收来自下行链路的光信号。光电接收器可以接收来自用户的光信号并转换成电信号送入路由器。电信号经过路由器的简单处理后，调制到白光LED光源上变成光信号，以广播的方式发射出去。在接收端终端的可见光适配器将接收的信息解调出来并送人终端用户，即实现了局域网内的无线通信。,5,-,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”。,6,-,三、应用,飞机和高铁的应用可见光通信巳经在一些对电磁信号敏感的领域发挥着重要作用。飞机的导航和通信系统易受射频信号干扰，给飞机飞行安全造成影响，因此会禁止乘客使用手机或上网。利用可见光通信则可以解决这一难题。飞机通过中央控制器接收卫星信号并将其输送到网络的接人点LED上，乘客座位上的LED阅读灯通过可见光与电脑或手机建立通信。高铁是我国目前主要的快速交通工具通信困难是高铁的一大弊端。高铁速度高达300400KM/H用户手机和电脑接人网络网速慢且接人点少，高铁中央控制器接收卫星信号并通过列车传输网络送到车厢的LED上，从而实现通信业务。,7,-,四、优势（一）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。,8,-,优势（二）高带宽，高速率,可见光的频谱带宽是目前电磁波带宽的10000倍。目前据报道，实验室测试最高速度可达1Gbps。,9,-,优势（三）,绿色，低能耗。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）,10,-,五、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,白天在室外几乎没有可见光,11,-,六、国外研究现状,日本是可见光通信技术研究的先行者，2000年，Tanaka、Komine和Sugiyama提出了利用LED照明灯作为通信基站进行信息无线传输的室内通信系统思想。2008年，已实现最大传输距离仅为20cm左右的白光高速无线通信系统。同年，美国政府资助成立“智能照明”项目2010年英国物理学家哈拉尔德哈斯教授研发的LED灯光上网系统速率是10Mbit/s。近期，德国HeinrichHertzInstitute研究学院的科研人员研究得出：可以仅凭借灯光来传输数据，且组成的无线网络速度高达800Mbit/s。灯光的开关，以极快速度闪动的LED灯就可以用来传输数据。德国科学家采用白色LED灯，可以在白、蓝、绿、红种颜色之间不断切换，进而达到800Mbit/s的速率。如果新技术进一步被推广，将会有更多的用户接人互联网。,12,-,七、国内研究现状,国内基于白光LED的可见光通信研究起步较晚，且国内院校的设计多为通信距离为20cm的点对点通信系统和2.5m的数字视频信号传输系统。北京某高校设计的无线光通信实现了5个频道的广播，且在6m的工作距离下实现了3Mbit/s的通信速率。,13,-,总结,在照明领域，基于白光LED可见光通信的推广应用增加了半导体照明的附加值，有助于提高LED照明对现有照明光源的竞争力。在通信领域，它已成为光无线通信领域一个新的增长点。可见光通信具有不占用频谱资源、发射功率高、无处不在、无电磁干扰、节