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可见光通信与智慧照明及其产业化
来源:中国之光网
发布:2020-11-04
阅读:2110

01丨可见光通信的优势和LIFI技术现状


1、市场和技术痛点

现代无线通信经过上百年的研究,为现代生活带来了极大的便利,但仍然面临一些未解难题,如:水下无线通信禁区、复杂工业环境电磁同频干扰严重、无线通信容易被窃听和定位。

2、可见光通信技术应用前景

可见光通信技术在军事和工业领域与传统射频无线通信技术相比有着不可替代的优势;该技术能在水下实现高速通信,在工业复杂电磁环境下能实现高速可靠通信,抵抗强电磁干扰;可见光通信还能用于运动物体和不运动物体之间的可靠通信。水下可见光通信系统可以在水下潜艇、作战平台和光纤传感网之间构建一个长距离高速水下数据链路,这种技术的出现,甚至有可能改变水下作战的方式和习惯。可见光通信技术也做为一种室内接入技术,可以完美弥补5G在室内覆盖不足的短板。

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3、技术领域概况

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目前我国智能可见光照明通信市场正处于萌芽起步状态,市场需求不断在增加;军用领域,国内无自主可控的无成熟的商业产品可以供应军方;美英均有专业公司从事该领域工作。工业领域被日本北阳、德国倍加福垄断。民用领域Philip、Cree等公司主导产业发展。智慧照明方面国内新基建市场巨大。

4、可见光通信技术的优势

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5、LIFI技术原理
LiFi的网速是WiFi的百倍,LiFi就是可见光无线通信,又叫“光保真技术”,是由德国的哈拉尔德·哈斯发明的一种新型无线通信技术。其实就是利用我们随处可见的LED灯完成的,在这些LED灯灯泡里面装一块微小的芯片,形成一个传播终端,在反馈给用户一套稳定、高效的室内可见光通信技术。
6、LIFI技术发展的限制
  • LiFi抗干扰能力、穿透能力与wifi相比大幅降低,只要在收发两点之间用东西挡住这些光线,信息传输就会立刻中止,更加不用说是穿墙而过了。

  • 可见光不适合做信息双向传输,难以回传。如果反向信号上网的话,每个灯必须接上网线。如果信号回传,接收设备也要安装灯泡,而且还要对得很准,否则速度上不来。故而单向传输更适合可见光通信,将可见光技术运用于不需要信息回传的地方。

  • 缺乏相对成熟的芯片,在复旦实验室,研究人员实验所采用的设备有两个笔记本大小。想要缩小设备,就必须将芯片缩小,需要有资金支持芯片技术的研发。




02丨可见光通信在智慧灯杆上的应用

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1、可见光通信解决智慧灯杆产业痛点

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2、可见光通信密集灯网数据传输方案

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红外光传输优点:

  • 方向性强,可以通过控制方向避免互相干扰;
  • 传输距离近,避免了复杂的路由和冲突;
  • 全天候传输,抗雨雪雾等。


3、可见光通信灯杆内多终端数据互联

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03丨水下可见光通信终端及技术

1、水下可见光通信终端
水下水上两用可见光通信终端(样机)

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传输距离:水下大于100米,空气中200米;

视频、音频及多路传感信息通信。


便携式可见光通信终端(样机)

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传输距离:水下50米,空气100米;

提供全双工语音通信。


2、海底光通信基站

军用海底光通信基站(在研)

海底光通信基站覆盖范围:200米;

音视频及多路传感信息通信;

海底打击力量与基站同步部署;

水下传感网数据采集。


民用海底光通信基站(在研)

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  • 为水下作业提供通信覆盖;

  • 潜水娱乐提供安全保障;

  • 水下科考基站,水下传感网。


3、技术创新

高集成度大功率

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亚波长理想LED
  • 提出亚波长理想LED模型;

  • 已经研制成功了225nm厚,发光波长411nm的亚波长垂直结构LED;

  • 新型LED结构提高了出光效率,减小了结电容,降低了LED发热,扩展了LED的3dB带宽;

  • 水下可见光通信系统,首次搭载该LED在10米水槽中验证60Mbps高速通信。

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自适应智慧照明
随外部光环境主动调节照明强度

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量子阱二极管发光探测共存现象
首次实现同时发光和光探测的空间光通信验证系统

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可见光信道多维调制解调技术

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04丨奥为科技智慧照明解决方案

奥为科技成立于2015年初,公司位于江苏省南京市栖霞区尧化街道科创路1号金港科创园。公司核心技术团队来自于中兴通讯、华为技术、中国电信、惠普等一批优秀的技术骨干。目前已经形成了硬件研发生产、嵌入式软件研发、物联网云平台软件研发三个研发方向。在物联网领域获得了18项软件著作和1项发明专利。

1、公司资质:
  • 高新技术企业

  • ISO9001质量管理体系

  • 江苏省科技型中小企业

  • 中国LoRa应用联盟会员单位

  • 中国联通5G应用创新联盟会员单位


2、发展历史

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3、行业痛点

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4、奥为科技主打产品系列
物联网云平台:

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标识解析服务:

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网络层室内室外数据传输设备:
  • Mini型 IWG M20
  • 室外型 IWG B30

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感知层边缘计算网关:AW-DTU-F901

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在物联网边缘节点实现数据优化、实时响应、敏捷连接、模型分析等业务,使5G时代下的数字化物联网更进一步。可广泛应用于各种物联网领域,例如智能电网,智慧城市,智慧楼宇等。

执行层智能控制器:AW-ACU-M002

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作者


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杨博 博士


奥为科技(南京)有限公司 创始人、总经理

信息系统高级项目管理师

高级工程师。2005年研究生毕业于西安电子科技大学;2016年起先后师从著名的诺贝尔奖获得者Peter Grunberg先生从事声子激光理论研究、师从南京邮电大学王永进教授水下可见光通信技术的学习与研究,于2019年12月在南京邮电大学取得通信与信息系统专业博士学位。2019年创办奥为科技(南京)有限公司,先后组织完成康力电梯云、华润燃气物联网抄表项目、华兴源创敏捷智造系统、立讯精密看板系统、智能工业控制器产品、额温枪、EMS理疗仪等多个产品的研发和交付。曾供职于中兴通讯南京研发中心。


先后发表SCI/EI以及国内期刊上发表论文15篇,受邀参加国际学术报告2次。累计申请并授权专利12项,其中国际专利2项,1项专利写入3GPP国际标准。




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