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LiFi新进展: G比特级、多用户接入的光通信芯片通过系统测试
发布时间:2018.09.20


随着无线通信技术的不断发展,用户对于无线互联网的需求也在不断增长,更快、更低延时、高可靠的5G技术将会是下一代移动通信解决方案。然而5G技术将采用更高的频段,剩余可用的无线电频谱资源将越来越少,新型的LiFi技术由于具有宽频谱、低成本、高保密性、绿色环保、无辐射等优点,可以对无线通信覆盖的盲区(地铁、隧道、航海、机舱及矿井)作补充,与WiFi形成技术互补。

1 研究基础与进展

为紧跟无线通信的技术发展前沿,航空工业上电自2015年起,以已有的智能照明技术为依托,开展了多项光通信技术的基础研究。

从早期的光学系统透镜开始,为了使LED光源能更好的、有效的照射在接收端,需要使用小角度透镜进行光束整形。之后参考WiFi通信链路,开展了LiFi通信收发系统的研究,其中包括了发射端的基带信号处理、LED驱动模块,以及接收端的光电转换、小信号调理模块,并取得了一定的进展。

单个透镜

多透镜组led面板

之后又对可见光通信系统进行了研究。在系统发送端,采用民用级白色LED灯珠,并配合图2多透镜面板组成信号光源;在接收端,采用了直径30mm的光学透镜,使得在弱光照情况下也能较好建立连接,提高了系统的通信距离和灵活性。另一方面,为了提高系统的数字信号处理能力,基带部分采用了 FPGA开发平台,并自主研发通信算法,通过不断优化使得系统通信速率大大提高。整个高速通信系统为收发一体,可实现双向数据传输。

                                                                        

发送端led光源

接收端透镜

重点研发的光感通信芯片

2018年,结合多年技术研究基础,自主开发核心通信算法,并与芯片设计公司合作开发一颗高性能、高集成、高可靠32位SOC芯片,采用先进的OFDM技术,最大支持1024个载波,自带FEC纠错与校验,自适应跳频,能有效避开噪声频带,可实现实时多路高清视频的传输。继飞利浦后,又一可大规模商用化的专用芯片,处于行业先进行列。

2 研究成果

应用于视频传输的小型激光通信系统

可见光通信收发器


2018年6月,通过应用自主研发的光通信芯片,成功出了小型化高速激光通信系统和室内可见光通信系统。经过实验测试,小型激光通信系统可进行实时高清视频传输,实际传输速率为10Gbps,误码率低于10-6,通信距离在3m以内。

室内可见光通信系统则可实现多终端自组网,最大支持8个用户同时接入,通信速率在100Mbps,系统整体功耗小于5W,最大能实现室内20m的通信距离,收发端的可调角度为60°,可工作于全双工模式。

 

经过多年的可见光通信技术研究,航空工业上电已经在光通信领域积累了一定的技术基础,通过不断的摸索、改进和实验,建立了一只拥有丰富经验、创新能力的专业团队,并且成为国内航空领域拥有光通信自主研发能力的专业厂商。

同时,在追求智能制造和产业信息化、高端化的时代大背景下,光通信作为激光产业在信息技术的创新应用,具备了低成本、安全性高、绿色环保等优点,通过简单改造即可与目前城市照明基础设施兼容,配合移动通信技术使得万物互联成为可能,另外其成长将促进上海市的城市信息化向更高阶段发展,加快信息化与城市化的高度融合,不断提高上海智慧城市建设水平。

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