Jakie są zalety systemu komunikacji w świetle widzialnym zbudowanego z diod LED

Jakiś czas temu powszechną uwagę zwrócił artykuł opublikowany w „Electronics”. Badacze wykorzystali eksperymenty do zademonstrowania schematu modulacji pełnodupleksowego systemu komunikacji w świetle widzialnym LED-LEDVLC z diodami LED jako nadajnikami i odbiornikami, poprzez zależność od długości fali. W porównaniu z wydajnością, taką jak bitowa stopa błędów, wynik pokazuje, że VLC ma oczywistą przewagę nad tradycyjną komunikacją bezprzewodową na częstotliwościach radiowych.

Komunikacja w świetle widzialnym (VLC), znana również jako komunikacja falą nm, isa technologia komunikacyjna wykorzystująca widmo światła widzialnego od 380 do 740 nm jako nośnik informacji. Ze względu na wysoką wydajność, długą żywotność i szybką reakcję, diody LED są bardziej odpowiednie do komunikacji bezprzewodowej niż inne widzialne źródła światła.

W porównaniu z tradycyjną komunikacją bezprzewodową na częstotliwości radiowej (RF), VLC ma następujące zalety:

◆VLC ma nielicencjonowaną przepustowość około 400 THz i obfite zasoby widma.

◆VLC jest łatwe do wdrożenia, wystarczy dodać mikrokontroler, aby zbudować sieć z istniejącym sprzętem LED.

◆VLC wykorzystuje światło widzialne jako nośnik, które nie powoduje zakłóceń elektromagnetycznych innych urządzeń elektronicznych.

◆Łącze VLC może łatwo ustawić szybkie łącze komunikacyjne powyżej 10 Gb/s.

Dlatego szeroko prowadzono badania nad VLC, w tym sformułowanie standardu IEEE802.15.7 VLC. W tym eksperymencie naukowcy zmierzyli czas narastania i stosunek sygnału do szumu (SNR) kolorów LED nadajnika i odbiornika oraz podsumowali zależność wydajności LED-do-LEDVLC od długości fali nadajnika i odbiornika Diody LED.

We wcześniejszych badaniach kluczowanie on-off (OOK) jest najprostszą i najbardziej tradycyjną metodą modulacji w komunikacji optycznej, która ma zalety w postaci małej złożoności i wystarczającej przepustowości. Standard IEEE802.15.7VLC proponuje modulację położenia impulsu (PPM) do obsługi ściemniania. PPM to kolejny schemat modulacji, który może osiągnąć wyższą wydajność energetyczną niż OOK. Jednak PPM wymaga bardziej złożonego systemu i zużycia przepustowości.

Multipleksowanie z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDM) to schemat modulacji wielu nośnych, który wykazuje wysoką wydajność częstotliwości. Może również przesyłać dane przez podnośne wysokiej częstotliwości, dzięki czemu system ma dużą odporność na światło otoczenia o niskiej częstotliwości z innych źródeł światła. Krzepkość. Aby przezwyciężyć niedociągnięcia związane z niską szybkością transmisji danych i podatnością na inne źródła światła w LED-LEDVLC, naukowcy przyjęli najlepsze ustawienie zestawu kolorów LED i zastosowali kwadraturową modulację amplitudy (QAM) w pełnym dupleksie LED-LEDVLC eksperyment. Oraz schemat modulacji optycznego multipleksowania z ortogonalnym podziałem częstotliwości (DCO-OFDM) prądu stałego.

Ponadto naukowcy przeanalizowali również zniekształcenia i utratę sygnału w pełnodupleksowym systemie LED-LEDVLC. W systemie full-duplex LED-to-LEDVLC zastosowano modulację 32-QAMDCO-OFDM i obwód odwrotnej polaryzacji, aby osiągnąć maksymalną szybkość transmisji danych 49 kb/s z bitową stopą błędów <2.5×10-4. Wierzą, że technologia LED-to-LED VLC przyczyni się do powszechnej popularyzacji technologii VLC.