只要有光就能上網(wǎng),可見光通信專用芯片組來了

責(zé)任編輯:zsheng

2018-08-27 14:24:28

摘自:科技日報

8月24日,在重慶舉行的首屆中國國際智能產(chǎn)業(yè)博覽會上發(fā)布的全球首款商品級超寬帶可見光通信專用芯片組,引起了讀者的廣泛興趣。那么,可見光通信是什么?未來將怎樣改變我們的生活?科技日報記者為此專訪了中國工程院院士、可見光芯片主要研制者鄔江興教授。

“大家都知道,光線是提供照明的,但是現(xiàn)在也可以用來傳遞信息了!這樣的一個夢想實現(xiàn)了!有光就可以傳信息,未來我們見到有光的地方就是可以上網(wǎng)的地方!所以,現(xiàn)在我們知道有WI-FI,未來我們還將知道LIFI,有光的地方就是上網(wǎng)的地方!” 8月24日,在重慶舉行的首屆中國國際智能產(chǎn)業(yè)博覽會上發(fā)布的全球首款商品級超寬帶可見光通信專用芯片組,引起了讀者的廣泛興趣。那么,可見光通信是什么?未來將怎樣改變我們的生活?科技日報記者為此專訪了中國工程院院士、可見光芯片主要研制者鄔江興教授。

通信不花錢的目標(biāo)有可能實現(xiàn)

鄔江興說,這次發(fā)布的芯片組,由戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué)可見光通信技術(shù)團隊,與東莞信大融合創(chuàng)新研究院、天津市濱海新區(qū)信息技術(shù)創(chuàng)新中心和重慶高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)等軍地單位聯(lián)合研發(fā)完成。

該芯片組由光電前端芯片和數(shù)字基帶芯片組成,可支持每秒G比特量級的高速傳輸,全面兼容主流中高速接口協(xié)議標(biāo)準??蔀槭覂?nèi)及家庭綠色超寬帶信息網(wǎng)絡(luò)、基于虛擬現(xiàn)實功能的家庭智慧服務(wù)、高速無線數(shù)據(jù)傳輸、水下高速無線信息傳送、特殊區(qū)域移動通信等領(lǐng)域可見光通信應(yīng)用提供芯片級的產(chǎn)品。

鄔江興說,這個芯片做出來以后,有可能以后的手機要顛覆現(xiàn)在手機的生態(tài)環(huán)境,它標(biāo)志著中國通信邁入芯片時代。在使用規(guī)模化以后,這個芯片會很便宜,可以說是通信不花錢的目標(biāo)都有可能實現(xiàn)。可見光通信已經(jīng)成為世界各國爭相研發(fā)的制高點。據(jù)《2014年歐洲可見光通信組織市場調(diào)查報告》預(yù)測,可見光通信產(chǎn)業(yè)規(guī)模將在2022年超過2千億美元。

在飛機上使用手機更自由

談到未來可見光通信會給我們的生活帶來怎樣的變化?鄔江興說,由于可見光通信不會產(chǎn)生電磁干擾,因此當(dāng)其應(yīng)用于飛機等環(huán)境之中,乘客在飛機上使用終端設(shè)備將變得更加自由;而對于在水下、礦下作業(yè)的工人來說,僅靠一束光,就能實現(xiàn)通話和數(shù)據(jù)傳輸,相信將會進一步提升工作效率。“可以說,天上、地下都大有用武之地。”

在汽車領(lǐng)域,引入可見光通信技術(shù),將有望加速車聯(lián)網(wǎng)的進程,并打造更多創(chuàng)新應(yīng)用。比如當(dāng)車燈照到了路邊的路牌,路牌馬上可以給車輛導(dǎo)航儀傳輸附近的路況,并告知到達目的地最通暢的道路,讓用戶擁有更好的駕駛體驗;再比如當(dāng)車輛靠近時,主動提示剎車信息,或?qū)崿F(xiàn)自動剎車等等。

可見光通信還有助于構(gòu)筑智慧生活。借助可見光通信的特性,早上我們起床打開燈,就能通過各種終端設(shè)備(電視、平板、手機等),在第一時間了解天氣狀況、得知最新的出行信息以及國內(nèi)外重要新聞等;而家庭成員間分享數(shù)據(jù)信息時,更可實現(xiàn)“秒傳”。

“非常可喜的是,重慶市兩江新區(qū)政府和鄭州市高新區(qū)政府計劃開展規(guī)?;腔奂彝ピ圏c的應(yīng)用,大家會在兩年內(nèi)看到一個智慧家庭的樣子。”鄔江興說。

可見光通信

一個138年的夢想!

說到可見光通信,鄔江興說:“這并非最近幾年才出現(xiàn)的新概念,其實早在電話剛剛誕生的年代,科學(xué)家們已經(jīng)有了這一夢想。”大家都知道,世界上第一臺電話機是貝爾發(fā)明的,其實他還有另外一項偉大的發(fā)明,這就是光線電話 (photophone)。1880年,他通過調(diào)節(jié)光束的變化來傳遞語音信號,從而實現(xiàn)雙方無線對話——這就是人類第一次實現(xiàn)無線電話,利用的正是可見光通信。

鄔江興說,可惜當(dāng)時電話尚未普及,光線電話也被認為實現(xiàn)難度大,實用價值不高等原因,沒能得到實際推廣。

進入21世紀,隨著LED燈的逐步普及,可見光通信研究再度興起,并且不斷取得新突破。LED(發(fā)光二極管)燈比以往的熒光燈和白熾燈,都可以支撐更快的開關(guān)切換速度。通過給普通的LED燈加裝微芯片,就能使LED燈以極快的速度閃爍,從而利用LED燈發(fā)送數(shù)據(jù)。

鄔江興向科技日報記者詳述了可見光通信的研究歷程:在2000年可見光通信剛剛興起之時,有限的調(diào)制帶寬限制了可見光通信的傳輸速率,起初僅有幾十KB每秒;2010年以后,可見光通信的速率才有了質(zhì)的提升,德國弗勞恩霍夫研究所的團隊將通信速率提高至 513Mbps創(chuàng)造世界紀錄;2013年,中國復(fù)旦大學(xué)研發(fā)出3.75Gbps離線數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾剩瑒?chuàng)造世界紀錄;同年,英國眾多高校的科研人員又把離線速率刷新到10Gbps;2015年12月,經(jīng)國家工信部測試認證,“可見光通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”又獲得重大突破,實時通信速率提高至50Gbps,這就是他帶領(lǐng)解放軍信息工程大學(xué)團隊實現(xiàn)的。

但是,此前可見光通信產(chǎn)業(yè)一直受“無超寬帶專用芯片”的困擾,缺乏高質(zhì)量、高水平、大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的實施基礎(chǔ)。隨著該芯片組的推出以及后續(xù)更高性能芯片組的持續(xù)研發(fā),可見光通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)將加速市場化推進步伐,在物聯(lián)網(wǎng)、信息安全、工業(yè)控制、車聯(lián)網(wǎng)等諸多行業(yè)市場能迅速獲得新興技術(shù)導(dǎo)入因素帶來的比較優(yōu)勢,顯著增強市場競爭活力。特別是在以虛擬現(xiàn)實功能為基礎(chǔ)的新一代智慧服務(wù)方面,該芯片組有望大幅提升用戶在高速、綠色、泛在、便捷以及“萬物互聯(lián)”的家庭信息網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)體驗,同時拉動綠色照明與通信、信息化照明終端、新型電力線材、家庭傳感器等上下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展。

展望未來,鄔江興說,可見光通信商品級專用芯片組一旦規(guī)?;慨a(chǎn),對于扭轉(zhuǎn)可見光通信產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用市場長期徘徊不前局面,突破室內(nèi)短距離超寬帶無線光互聯(lián)技術(shù)瓶頸,開創(chuàng)以虛擬現(xiàn)實為基礎(chǔ)功能的智慧家庭新型服務(wù)方面,具有里程碑式的意義??梢姽馔ㄐ乓矊⑴cWiFi、蜂窩網(wǎng)絡(luò)等通信技術(shù)交互融合,在物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市(家庭)、航空、航海、地鐵、高鐵、室內(nèi)導(dǎo)航和井下作業(yè)等領(lǐng)域帶來創(chuàng)新應(yīng)用和價值體驗。

只要頭頂上有燈光照耀,理論上無論是傳輸數(shù)據(jù)信息、上網(wǎng),還是進行語音、視頻通話,亦或是調(diào)節(jié)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的開關(guān),均可輕松實現(xiàn),而且借助超高的傳輸速率,應(yīng)用體驗遠超WiFi和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò),而且具有高速率性、無電磁輻射、密度高、成本低、頻譜豐富、高保密性。

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