❶ 基於led的可見光通信
這個問題!!!
一般不說光頻率吧?而是說光波長吧?雖然是一一對應的。
既然是可見光通信,那光譜自然是可見光范圍內了,但是LED顏色也很多,波長自然是你想選啥就選啥吧?不過呢,一般光通信用偏紅色區域的光,也就是620-760納米的光更普遍。
❷ 可見光通信為什麼選用LED
led節能且能快速關斷
❸ 基於大功率白光LED的可見光通信設計
光通信跟電波通信原理上是一樣的,無非就是調制解調。大功率LED難點應該是在led的驅動上面,開關速度和功率。還有接收信號的器件靈敏度等
❹ 可見光通信技術的我國可見光通信研究
經工業和信息化部測試認證,我國「可見光通信系統關鍵技術研究」近日獲得重大突破,實時通信速率提高至50Gbps(比特每秒),相當於0.2秒即可完成一部高清電影的下載。
可見光通信是利用半導體照明(LED燈)的光線實現「有光照就能上網」的新型高速數據傳輸技術。可見光通信技術綠色低碳、可實現近乎零耗能通信,還可有效避免無線電通信電磁信號泄露等弱點,快速構建抗干擾、抗截獲的安全信息空間。
我國信息領域著名專家、中國工程院院士鄔江興介紹說,目前,全球大約擁有440億盞燈具構成的照明網路,數百億的LED照明設備與其它設備融合將構築一個巨大的可見光通信網。可以設想,未來實現大規模可見光通信後,每盞燈都可以當做一個高速網路熱點,人們等車的時候在路燈下就可下載幾部電影,在飛機、高鐵上也可藉助LED光源無線高速上網,滿足室內網、物聯網、車聯網、工業4.0、安全支付、智慧城市、國防通信、武器裝備、電磁敏感區域等網路末端無線通信需求,為互聯網+提供一種嶄新的廉價接入方法。
鄔江興預測,在未來數十年內,信息的傳輸量將超出現有無線電頻譜的承載能力,可見光通信技術可有效突破無線電頻譜資源嚴重匱乏的困局,是具有廣闊應用前景的下一代無線通信技術之一,可形成萬億級年產值的戰略性新興產業。
高速傳輸一直是可見光通信領域研究的焦點課題之一,解放軍信息工程大學於宏毅研發團隊採用光學和電學相協同的處理方法,突破了可見光空間通道互干擾高效抑制等關鍵技術,進入集成化、微型化設計與實現階段。這所大學是國內較早從事可見光通信技術研發的科研單位,2013年牽頭承擔了我國首個可見光863計劃項目,並組建了「中國可見光通信產業技術聯盟」。經過3年多的科技攻關,先後研發成功「可見光點播電視業務」「可見光新型無線廣播」「可見光精確定位」等應用示範系統。
LED無線通信的研究在日本首先開展
將LED照明燈組成可見光無線通信系統的研究工作,在日本首先開展,並得到日本政府的重視。在2006-11-28發布的科技日報報道:「日本總務省計劃與NTT研究所及NEC公司等聯手,共同開發一種利用照明燈光傳輸高速信息的「可見光通信」系統。日本政府將把這一技術作為下一代寬頻網普及,預計在5年內實用化「。
室內白光LED無線通信的研究在日本首先開展。日本大學的日本KEIO大學的Tanaka等人和SONY計算機科學研究所的Haruyama在2000年提出了利用LED照明燈作為通信基站進行信息無線傳輸的室內通信系統[4]。他們以Gfeller和Bapst的室內光傳輸信道為傳輸模型,將信道分為直接信道和反射信道兩部分,並認為LED光源滿足朗伯(Lambertian)照射形式,且以強度調制直接檢測(IM-DD)為光調制形式進行了建模模擬,獲得了數據率、誤碼率以及接收功率等之間的關系。認為當傳送數據率在10Mbps以下的系統是可行的,碼間干擾(InterSymbol Interference, ISI)和多徑效應是影響系統性能的兩大因素。2001年,Tanaka等人在原來的基礎上分別採用OOK_RZ調制方式與OFDM調制方式對系統進行了模擬[6],結果表明::當傳送數據率在100Mbps以下時這兩種調制技術都是可行的,當數據率大於100Mbps時,OFDM調制技術優於OOK_RZ調制技術。
Tanaka和Komine等人的具體分析
2002年, Tanaka和Komine等人對LED可見光無線通信系統展開了具體分析[7],包括光源屬性信道模型、雜訊模型、室內不同位置的信噪比分布等,求出了系統所需的LED單元燈的基本功率要求,並分別以OOK_RZ、OOK_NRZ、m-PPM調制方式進行模擬分析,得到了不同條件下的誤碼率大小。同年Komine等研究了由牆壁反射引起的多徑效應對可見光無線系統造成的影響,分別以OOK、2-PPM、4-PPM、8-PPM調制方式進行模擬,結果表明:在數據率小於60Mbps,接收視場角小於50度的條件下,採用8-PPM調制方式可有效克服牆壁反射引起的多徑效應。以後, Komine等繼續對LED單元燈的設計布局、可見光傳播信道(分直達信道和反射信道兩部分)、室內人員走動導致的反射陰影、牆壁反射光,碼間干擾對系統性能的影響等展開研究[8],並得出了不同接收視場角和不同數據傳送率下各因素對系統性能的影響曲線。同年,Komine等提出了一套結合電力線載波通信和LED可見光通信的數據傳輸系統[9]。2005年, Komine等利用基於最小均方誤差演算法的自適應均衡技術來克服碼間干擾(ISI) [10]。模擬表明在數據率為400Mbps以下時,FIR均衡器和DFE均衡器都可有效減少ISI的影響,當數據率高於400Mbps時,DFE均衡器更能有效克服ISI。
應用前景非常看好
國內在這方面的研究剛剛起步,暨南大學光電工程系的陳長纓教授對LED發光特性、室內通信鏈路和信道模型進行了初步的研究 [11]。
總之,LED照明光無線通信在國外也還出在起步和摸索階段,但其應用前景非常看好,不僅可以用於室內無線接入,還可以為城市車輛的移動導航及定位提供一種全新的方法。汽車照明燈基本都採用LED燈,可以組成汽車與交通控制中心、交通信號燈至汽車、汽車至汽車的通信鏈路。這也是LED可見光無線通信在智能交通系統的發展方向。
❺ 目前LED燈的顯色性,顯色指數。是多少~ 與白熾燈,普通節能燈做下比較。 3個的參數都要哦。
白熾燈
白熾燈又叫做電燈泡,它的工作原理是電流通過燈絲(鎢絲,熔點達3000多攝氏度)時產生熱量,螺旋狀的燈絲不斷將熱量聚集,使得燈絲的溫度達2000攝氏度以上,燈絲在處於白熾狀態時,就象燒紅了的鐵能發光一樣而發出光來。燈絲的溫度越高,發出的光就越亮。故稱之為白熾燈。白熾燈發光時,大量的電能將轉化為熱能,只有極少一部分(可能不到1%,沒計算過)可以轉化為有用的光能。
白熾燈發出的光是全色光,但各種色光的成份比例是由發光物質(鎢)以及溫度決定的。比例不平衡就導致了光的顏色的偏色,所以在白熾燈下物體的顏色不夠真實。
白熾燈的壽命跟燈絲的溫度有關,因為溫度越高,燈絲就越容易升華。日光燈兩端發黑過程是:鎢絲的升華直接變成鎢氣,這些鎢氣體遇到溫度較低的燈管壁又凝華在燈管壁上而發黑的,
當鎢絲升華到比較細瘦時,通電後就很容易燒斷,從而結束了燈的壽命。所以白熾燈的功率越大。
熒光燈
熒光燈又叫做日光燈,它的工作原理:日光燈管簡單的說是個密閉的氣體放電管。管內主要氣體為氬(argon)氣(另包含氖neon或氪krypton)氣壓約大氣的0.3%。另外包含幾滴水銀——形成微量的水銀蒸汽。水銀原子約占所有氣體原子的千分之一的比例。
日光燈管是靠著燈管的汞原子,由氣體放電的過程釋放出紫外光(主要波長為2537埃=2537×10-10m)。所消耗的電能約60%可以轉換為紫外光。其他的能量則轉換為熱能。
日光燈由燈管內表面的熒光物質吸收紫外光後釋放出可見光。不同的熒光物質 會發出不同的可見光。一般紫外光轉換為可見光的效率約為40%。因此日光燈的效率約為60%×40%=24%——大約為相同功率鎢絲電燈的兩倍。
節能燈
節能燈又叫緊湊型熒光燈(國外簡稱CFL燈)具有光效高(是普通燈泡的5倍),節能效果明顯,壽命長(是普通燈泡的8倍),體積小,使用方便等優點。它的工作原理和日光燈基本相同。
節能燈除了白色(冷光)的外,現在還有***(暖光)的。一般來說在同一瓦數之下,一盞節能燈比白熾燈節能80%,平均壽命延長8倍,熱輻射僅20%。非嚴格的情況下,一盞5瓦的節能燈光照可視為等於25瓦的白熾燈,7瓦的節能燈光照約等於40瓦的,9瓦的約等於60瓦的。
LED燈
LED燈(Light Emitting Diode)又叫發光二極體,它是一種固態的半導體器件,可以直接把電轉化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片,晶片的一端附在一個支架上,一端是負極,另一端連接電源的正極,使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。半導體晶片由三部分組成,一部分是P型半導體,在它裡面空穴佔主導地位,另一端是N型半導體,在這邊主要是電子,中間通常是1至5個周期的量子阱。當電流通過導線作用於這個晶片的時候,電子和空穴就會被推向量子阱,在量子阱內電子跟空穴復合,然後就會以光子的形式發出能量,這就是LED發光的原理。
LED燈具有體積小、耗電低、壽命長、無毒環保等諸多優點,LED燈具從室外裝飾,工程照明,逐漸發展到家用照明。
❻ LED可見光通信,有會做的嗎
你想做什麼,直接說好了😁
❼ led交通信號燈環保節能指標是什麼
LED交通信號燈的特點
1、可見度佳:
LED交通信號燈在持續光照、雨淋、灰塵等惡劣的氣候條件下,仍能保持較好的可見度及性能指標。LED發出的光是單色光,因而不需要用色片來產生紅、黃、綠的信號顏色;LED發出的光具有方向性,並有一定的發散角,由此可以摒棄傳統信號燈中使用的非球面反光鏡。LED的這個特點解決了傳統信號燈存在的幻像(俗稱假顯示)和色片褪色問題,提高了光效。
2、省電:
LED光源在節能方面的優勢是非常明顯的,其顯著的特點之一就是能耗低,這對燈具的應用而言是很有意義的。LED交通信號燈幾乎100%LED的激發能量成為可見光,相較之下白熾燈泡有80%成為熱損失,只有20%成為可見光。
3、低熱能:
LED是由電能直接換成光源,產生的熱極低,幾乎不發熱。LED交通信號燈冷卻的表面可避免維修人員燙傷,且可得到較長壽命。
4、壽命長:
號燈的工作環境相對比較惡劣,嚴寒酷暑、日曬雨淋,因而對燈具的可靠性要求較高。一般信號燈用白熾燈泡的平均壽命是1000h,低壓鹵鎢燈泡的平均壽命是2000h,由此而產生的維護費用很高。LED交通信號燈無燈絲震盪導致損壞,同時比較沒有玻璃罩破裂問題。
5、反應快:
鹵鎢燈泡等所不及LED交通信號燈的是回應時間快,從而減少交事故的發生。
由於交通指揮燈在城市交通中的重要作用,每年都有大量的交通信號燈需要更新,進而引出一塊比較大的市場,畢竟高利潤也有利於LED生產與設計公司的發展,對於整個LED產業來說也會產生良性刺激。
LED交通信號燈面臨的問題
1、大功率LED的應用,優點是大幅減少LED的數量,但是是散熱和成本是需要解決的問題。
2、雖然LED交通信號燈的光強指標、電學指標和電磁相容要求在逐步提高,但是,LED信號燈的光學設計、電路設計還需要進一步優化,才能成為交通信號燈設計的主流。
3、隨著節能、環保要求的提高,LED與太陽能結合的信號燈將普及,但需解決與交通信號控制機的配合問題。
總而言之,LED在交通信號燈方面的應用,其發展非常迅速,並用在交通領域應用市場前景也非常好已基本替代傳統光源。雖然市面上交通信號產品已接近飽和,但是由於LED本身所具備的環保、節能、長壽命等優點,LED在交通領域的應用依然有非常大的空間。
❽ 可見光通信是利用LED的高速通斷特性來傳輸數據,那麼傳輸速率是由LED響應速度決定,LED調制帶寬有什麼用呢
傳輸速率由led響應速率決定,是對沒有用任何調制的情況下而言;當用某種調制時,數據率bit/s就跟調制帶寬及某種調制方式時邏輯0和邏輯1如何表示、所佔時隙寬度有關。
❾ led燈珠的技術參數
LED燈珠參數
1、亮度
LED的亮度不同,價格不同。
燈杯:一般亮度為60-70lm;
球泡燈:一般亮度為80-90lm.
註:1W亮度為60-110lm3W亮度最高可達240lm5W-300W是集成晶元,用串/並聯封裝,主要看多少電流,電壓,幾串幾並。
1W紅光,亮度一般為30-40lm;1W綠光,亮度一般為60-80lm;1W黃光,亮度一般為30-50lm;1W藍光,亮度一般為20-30lm.
LED透鏡:一次透鏡一般用PMMA、PC、光學玻璃、硅膠(軟硅膠,硬硅膠)等材料。角度越大出光效率越高,用小角度的LED透鏡,光線要射得遠的。
2、抗靜電能力
抗靜電能力強的LED,壽命長,因而價格高。通常抗靜電大於700V的LED才能用於LED燈飾
3、波長
波長一致的LED,顏色一致,如要求顏色一致,則價格高。沒有LED分光分色儀的生產商很難生產色彩純正的產品。
大功率LED燈珠詳細參數及點光源選擇技巧
白光分暖色(色溫2700-4000K),正白(色溫5500-6000K),冷白(色溫7000K以上)歐洲人比較喜歡暖白
紅光:波段600-680,其中620,630主要用於舞台燈,690接近紅外線
藍光:波段430-480,其中460,465舞台燈用的較多。
綠光:波段500-580,其中525,530舞台燈用的較多。
4、漏電電流
LED是單向導電的發光體,如果有反向電流,則稱為漏電,漏電電流大的LED,壽命短,價格低。
5、發光角度
用途不同的LED其發光角度不一樣。特殊的發光角度,價格較高。
6、壽命
不同品質的關鍵是壽命,壽命由光衰決定。光衰小、壽命長,壽命長,價格高。
7、LED晶元
LED的發光體為晶元,不同的晶元,價格差異很大。日本、美國的晶元較貴,台廠與中國本土廠商的LED晶元價格低於日、美。
8、晶元大小
晶元的大小以邊長表示,晶元尺寸一般為:38-45mΩ,大晶元LED的品質比小晶元的要好。價格同晶元大小成正比。
9、膠體
普通的LED的膠體一般為環氧樹脂,加有抗紫外線及防火劑的LED價格較貴,高品質的戶外LED燈飾應抗紫外線及防火。
大功率LED燈珠詳細參數及點光源選擇技巧
10、顯色值
正白:60-6,暖白:50-60,由於不同公司使用的封裝熒光粉不一樣,所以顯色值也不一樣。
從健康方面,採用無毒材料設計的產品價格要高,特別是室內LED燈飾,千萬別貪便宜選用有異味的LED燈飾,目前僅少數幾家LED廠家是用無毒材料生產,辨別的方法可以直接用鼻子分別,有臭味的產品比無臭味的價格更低很多。類似鉛、汞、鎘等毒素需專業人員分析。從適用環境安全看,有可靠的防塵防潮設計,材料防火、防紫外線、防低溫開裂的LED產品的價格高。LED的技術參數主要有發光強度,色度,波長,色溫等。
下面我們就這些參數給予簡單的介紹。
光強度(LuminousIntensity;IV)
光強度定義為單位立體角所發射出的光通量,單位為燭光(Candela,cd)。一般而言,光源會向不同方向以不同強度放射出其光通量,在特定方向單位立體角所放出之可見光輻射強度即稱之為光強度。
色度(Chromaticity)
人眼對色彩的感知是一種錯綜復雜的過程,為了將色彩的描述加以量化,國際照明協會(CIE)根據標准觀測者的視覺實驗,將人眼對不同波長的輻射能所引起的視覺感加以紀錄,計算出紅、綠、藍三原色的配色函數,經過數學轉換後即得所謂的CIE1931ColorMatchingFunction(x((),y((),z(()),而根據此一配色函數,後續發展出數種色彩度量定義,使人們得以對色彩加以描述運用。
根據CIE1931配色函數,將人眼對可見光的刺激值以XYZ表示,經下列公式換算得到x,y值,即CIE1931(x,y)色度坐標,透過此統一標准,對色彩的描述便得以量化並加以控制。
x,y:CIE1931色度坐標值(ChromaticityCoordinates)
然而,由於以(x,y)色度坐標所建構之色域為非均勻性,使色差難以量化表示,所以CIE於1976年將CIE1931色度坐標加以轉換,使其所形成之色域為接近均勻之色度空間,讓色彩差異得以量化表示,即CIE1976UCS(UniformChromaticityScale)色度坐標,以(u』,v』)表示,計算公式如下所示:
主波長(λD)
其亦為表達顏色的方法之一,在得到待測件的色度坐標(x,y)後,將其標示於CIE色度坐標圖(如下圖)上,連結E光源色度點(色度坐標(x,y)=(0.333,0.333))與該點並延伸該連結線,此延長線與光譜軌跡(馬蹄形)相交的波長值即稱之為該待測件的主波長。
惟應注意的是,此種標示方法下相同主波長將代表多個不同色度點,是以用於待測件色度點鄰近光譜軌跡時較具意義,而白光LED則無法以此種方式描述其顏色特性。
純度(Purity)
其為以主波長描述顏色時之輔助表示,以百分比計,定義為待測件色度坐標與E光源之色度坐標直線距離與E光源至該待測件主波長之光譜軌跡(SpectralLocus)色度坐標距離的百分比,純度愈高,代表待測件的色度坐標愈接近其該主波長的光譜色,是以純度愈高的待測件,愈適合以主波長描述其顏色特性,LED即是一例。
色溫(ColorTemperature)
一光源之輻射能量分布與某一絕對溫度下之標准黑體(BlackBodyRadiator)輻射能量分布相同時,其光源色度與此黑體輻射之色度相同,此時光源色度以所對應之絕對溫度表之,此溫度稱之為色溫(ColorTemperature),而在各溫度下之黑體輻射所呈現之色度可在色度圖上標出曲線,稱之為蒲朗克軌跡(PlanckianLocus)。標准黑體的溫度愈高,其輻射出的光線對人眼產生藍色刺激愈多,紅色刺激成分亦相對減少。然而在實際量測上,無任何光源具有跟黑體相同的輻射能量分布,換言之,待測光源之色度通常並未落在蒲朗克軌跡上。因此計算待測光源之色度坐標所最接近蒲朗克軌跡上某個坐標點,此點之黑體溫度即定義為該光源之相關色溫(CorrelatedColorTemperature;CCT),通常以CIE1960UCS(u,v)色度圖求之,並配合色差△uv加以描述。須注意的是,此種表示方式對光源色度鄰近蒲朗克軌跡時方具意義,是以對於LED量測而言,僅適用於白光LED之顏色描述。
❿ 什麼樣的LED光源才能用作可見光通信
近年來,隨著白光發光二極體(LED)技術的大力發展,可見光通信(Visible Light Communication,VLC)成為新一代無線通信技術的研究熱點之一。VLC也叫LiFi(Light Fidelity),2011年,來自愛丁堡大學的德國物理學家Hardal Hass教授在TED大會上發表了一個關於LiFi技術的演講,首次將「VLC」稱為「LiFi」。
LiFi是一種基於光(而不是電波)的新興無線通信技術,結合了光的照明功能和數據通信功能。LiFi是在不影響LED照明的同時,將信號調制在LED光源上,通過快速開關產生人眼無法感知的高頻閃爍信號來傳送數據。
LiFi的優勢
相比於當前主流的WiFi通信技術,LiFi有如下優勢:
(1)容量方面,無線電波的頻譜很擁擠,而可見光的頻譜寬度(約400THz)比無線電波多10000倍;
(2)效率方面,無線電波基站的效率只有5%,大多數能量只是消耗在基站的冷卻上,而LiFi的數據可以並行傳輸,同時提高效率;
(3)實用性方面,無線電波只是在基站中獲取,不能在飛機上、手術室或者加油站使用WiFi,而全球的每個燈都可容易地接入LiFi熱點;
(4)安全性方面,無線電波很容易被侵入,而可見光不可以穿牆,甚至窗簾,提供了網路的隱私安全。
作為兼顧照明和通信的新技術,LiFi在追求高傳輸速率的同時,不能影響照明的質量和要求,尤其是在光源的研製上。LiFi的光源既要具備通信光源調制性能好、發射功率大和響應靈敏度高等優點,又要滿足照明光源高亮度、低功耗和輻射范圍廣等特點。
LiFi光源選擇
1、LED
目前LiFi技術採用的光源大多數是白光LED,很大一部分的原因得益於LED技術的快速發展。而白光LED的實現方式主要有:藍色LED晶元激發黃綠色熒光粉轉換成白光(PC-LED)、紫外光或紫外LED激發三原色熒光粉產生白光和紅、綠、藍3種LED晶元封裝在一起混合產生白光(RGB-LED)。現階段商用的白光LED產品根據光譜成分的不同,主要分為兩大類:PC-LED和RGB-LED。
LED的調制帶寬決定了通信系統的信道容量和傳輸速率,研究LED器件的調制特性是提升新型LiFi系統性能的關鍵問題之一。LED調制帶寬的定義是當LED輸出的交流光功率下降到某一參考頻率值的50%時(-3dB)的頻率。由於PC-LED的黃色熒光粉光譜部分的光電響應比較滯後,導致LiFi光源的調制帶寬限制在幾個兆赫茲以內,從而限制了整個系統的通信速率,即使在接收端採用藍色濾波片也未能明顯改善該光源的缺陷。
因此,越來越多的LiFi研究將光源轉向RGB LED,它能提供較高的調制帶寬,在3種顏色的光波上用波分復用的方式提高信道容量,調制不同的數據並行傳輸,並在接收端通過各顏色的濾波片分別接收3種顏色,有效提高發送效率。但是RGB-LED中不同顏色的LED對於輸出光通有不同的工作溫度依賴性,為了實現工作溫度獨立的色點,需要對每個單色LED的反饋循環和驅動電流進行單獨控制,這樣對器件的制備帶來了較高的成本和復雜的調制電路。LED的調制帶寬受響應速率限制,而響應速率又受載流子壽命的影響。除了設計調制電路,降低RC(resistance-times-capacitance)延時之外,常規提高器件調制帶寬的方法是增加電子空穴的輻射復合速率,減少載流子自發輻射壽命。
2、LD(激光二極體)
由於研究人員不滿足LED調制達到的數據傳輸速率,LiFi的首次提出者HardalHass教授用激光二極體替換了現有的LED,利用激光器的高能量與高光效,傳輸數據的速率可以比LED快10倍。激光照明可以混合不同波長的光產生白色光,類似於RGBLED。雖然基於LED的LiFi可達到10Gb/s的數據傳輸速率,可以改善WiFi中7Gb/s的數據傳輸速率上限,但是激光傳輸數據的速率可以很容易超出100Gb/s。最新的報道顯示,美國亞利桑那州立大學電子、計算機和能源工程學院的研發團隊研製出納米級別的白光激光器,其可以更加便利地用作LiFi光源。
在通信方面,激光二極體相比於LED,具有更快的響應速度、可以直接進行調制和耦合效率高等優點。對於普通的電注入式半導體激光器,當注入電流超過某一值時,LD可以發射受輸入電流控制的調制光,其調制特性如圖5所示,該點電流稱為閾值電流,閾值電流以上部分直到飽和區都屬於LD的工作區,而調制范圍最好在線性區域內進行,所以降低器件的閾值電流,獲得較大的調制工作區顯得很重要。
LiFi光源的顏色
與WiFi只是關注通信性能的提升不同,LiFi的照明系統必須要考慮在提升通信性能的同時保證照明的質量。所以LiFi的光源不管是LED還是LD,都是要輸出白光,而白光的顏色質量對於照明來說是非常重要的。
LED燈具顏色特徵參數可以由光譜功率分布(SPD)來計算。SPD是相對於光波長的輸出強度分布的數學表達,可以提供關於光譜組分的詳細信息。在LiFi系統中,隨著LED的驅動電流變化,SPD會有偏差。偏差的SPD能導致感知的色點漂移並且會影響顏色的顯色特性,而LiFi中的特殊調制技術會更加容易受顏色質量退化的影響。通過用SPD模型測量驅動電流變化帶來的SPD偏差,從而可以評價LiFi調制的顏色質量。
但是用SPD模型表徵LiFi的顏色質量有很多缺點:模型中需要大量的擬合參數只能通過LED測試的 經驗獲得;SPD模型設計是建立在相對靜止的條件,不能解釋LiFi在高頻電流振盪下的情況;很難用一個SPD模型來適用於所有的LED類型,例如不能解釋PC-LED中的熒光粉材料產生的額外影響。另一方面可以檢測LiFi在工作條件下的實時顏色特性,對於高亮度LED產品,LED的製造商需要提供不同驅動電流和調制頻率下的顏色數據,如SPD、顏色坐標和顯色指數(CRI)。
因為LiFi在傳輸數據或者空閑狀態時需要提供足夠亮度的無閃爍照明服務,所以LiFi設備需要具備閃爍去除和亮度調節的功能。在IEEE發布的IEEEPAR1789《LED照明閃爍的潛在健康影響(草案)》中採用了波動深度對閃爍問題進行評價。而LiFi的光源調制頻率至少是每秒數百萬次,所以LiFi光源的閃爍是屬於無風險級別的。在亮度調節方面,除了OOK(開關鍵控)和VPPM(可變脈沖位置調制),還有CSK(色漂鍵控)調節。
2011年9月,規定了傳輸速度最高為95Mbit/s的可見光通信國際標准IEEE802.15.7制定完成,而且標准制定委員會的首要任務是推行「照明第一、通信第二」。
標准中的物理層PHYⅠ和Ⅱ分別支持OOK調節與VPPM調節,而物理層PHYⅢ採用CSK調制,支持多光源帶寬。將可見光劃分為7段光帶,用3位bit標識不同的光帶ID號,CSK根據光帶ID號將數據調制在不同波長的光波上並行傳輸,提高光譜利用率,通過選擇顏色的ID標識改變組合,達到亮度調節的目的。對於LED光源,物理層PHYⅢ僅工作在RGB-LED器件下,並且適合短幀發送,所以採用CSK調節的LiFi光源可以選擇RGB-LED或者RGBLD,適合用於室內通信。
LiFi系統的光源布局
LiFi以其獨特的優點可以廣泛地應用於:智能照明、車輛交通、醫院、辦公室、飛機上、國防安全、水下通信、室內定位和危險環境中(如礦井、電廠和加油站等)。尤其是室內定位,美國的ByteLight公司和國內的華策光通信都已經開發出基於白光LED的室內定位系統,能夠實現LiFi的單向傳輸,用於室內的信息推送和定位服務。
但是室內LiFi系統面臨著許多的技術難題,比如在帶來安全性的同時如果光線被擋住了,信號就會斷掉;LiFi的雙向數據傳輸問題等。HardalHass教授也認為LiFi不會取代WiFi,對於室內通信,LiFi可以作為WiFi的良好補充,只是在某些無線電波受限的場所,LiFi有其不錯的應用空間。由於照明和防止陰影效應影響等原因,需要在室內安裝多個LED燈,因而光源的合理布局是影響照明和系統性能的關鍵因素。
為了滿足室內照明的要求,光源的布局不僅要使得室內的照度和照度均勻度滿足相應的標准要求,而且要有利於人的活動安全和舒適。光源要選擇高光效、合適色溫、長壽命和可靠性的產品。室內的照明布局需要考慮基礎照明、重點照明、裝飾照明和應急照明的要求。
考慮到LiFi系統中不同路徑引起的碼間干擾、室內人員走動和物理陰影效應對通信系統的影響,在照顧到重點照明部分的LiFi通信的同時,可以採用OFDM(正交頻分復用)方案提高LiFi系統的整體性能和實現帶寬資源的有效利用。比如基於PC-LED的LiFi系統,採用OFDM調制技術可以通過濾除響應速度較慢的熒光成分,拓展了調制帶寬,還可以對抗多徑效應,實現高速數據傳播和通信,但是這樣的系統是否滿足照明的均勻性還尚未得到證實。