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LiFi新進展: G比特級、多用戶接入的光通信芯片通過系統測試
發布時間:2018.09.20


隨著無線通信技術的不斷發展,用戶對于無線互聯網的需求也在不斷增長,更快、更低延時、高可靠的5G技術將會是下一代移動通信解決方案。然而5G技術將采用更高的頻段,剩余可用的無線電頻譜資源將越來越少,新型的LiFi技術由于具有寬頻譜、低成本、高保密性、綠色環保、無輻射等優點,可以對無線通信覆蓋的盲區(地鐵、隧道、航海、機艙及礦井)作補充,與WiFi形成技術互補。

1 研究基礎與進展

為緊跟無線通信的技術發展前沿,航空工業上電自2015年起,以已有的智能照明技術為依托,開展了多項光通信技術的基礎研究。

從早期的光學系統透鏡開始,為了使LED光源能更好的、有效的照射在接收端,需要使用小角度透鏡進行光束整形。之后參考WiFi通信鏈路,開展了LiFi通信收發系統的研究,其中包括了發射端的基帶信號處理、LED驅動模塊,以及接收端的光電轉換、小信號調理模塊,并取得了一定的進展。

單個透鏡

多透鏡組led面板

之后又對可見光通信系統進行了研究。在系統發送端,采用民用級白色LED燈珠,并配合圖2多透鏡面板組成信號光源;在接收端,采用了直徑30mm的光學透鏡,使得在弱光照情況下也能較好建立連接,提高了系統的通信距離和靈活性。另一方面,為了提高系統的數字信號處理能力,基帶部分采用了 FPGA開發平臺,并自主研發通信算法,通過不斷優化使得系統通信速率大大提高。整個高速通信系統為收發一體,可實現雙向數據傳輸。

                                                                        

發送端led光源

接收端透鏡

重點研發的光感通信芯片

2018年,結合多年技術研究基礎,自主開發核心通信算法,并與芯片設計公司合作開發一顆高性能、高集成、高可靠32位SOC芯片,采用先進的OFDM技術,最大支持1024個載波,自帶FEC糾錯與校驗,自適應跳頻,能有效避開噪聲頻帶,可實現實時多路高清視頻的傳輸。繼飛利浦后,又一可大規模商用化的專用芯片,處于行業先進行列。

2 研究成果

應用于視頻傳輸的小型激光通信系統

可見光通信收發器


2018年6月,通過應用自主研發的光通信芯片,成功出了小型化高速激光通信系統和室內可見光通信系統。經過實驗測試,小型激光通信系統可進行實時高清視頻傳輸,實際傳輸速率為10Gbps,誤碼率低于10-6,通信距離在3m以內。

室內可見光通信系統則可實現多終端自組網,最大支持8個用戶同時接入,通信速率在100Mbps,系統整體功耗小于5W,最大能實現室內20m的通信距離,收發端的可調角度為60°,可工作于全雙工模式。

 

經過多年的可見光通信技術研究,航空工業上電已經在光通信領域積累了一定的技術基礎,通過不斷的摸索、改進和實驗,建立了一只擁有豐富經驗、創新能力的專業團隊,并且成為國內航空領域擁有光通信自主研發能力的專業廠商。

同時,在追求智能制造和產業信息化、高端化的時代大背景下,光通信作為激光產業在信息技術的創新應用,具備了低成本、安全性高、綠色環保等優點,通過簡單改造即可與目前城市照明基礎設施兼容,配合移動通信技術使得萬物互聯成為可能,另外其成長將促進上海市的城市信息化向更高階段發展,加快信息化與城市化的高度融合,不斷提高上海智慧城市建設水平。

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