Науковці розробили недорогу систему бездротової передачі даних за допомогою видимого світла (Visible Light Communication, VLC), яка стабільно працює навіть за сильного зовнішнього освітлення, зокрема під прямим сонячним світлом.
Про це пише видання Interesting Engineering.
Система використовує звичайні світлодіоди та доступні комерційні компоненти. Під час випробувань вона забезпечила надійну передачу даних зі швидкістю до 3,48 Мбіт/с на відстані кількох метрів просто неба. Для цього дослідники застосували нову схему кодування 8B13B, реалізовану на програмованій логічній мікросхемі (FPGA), яку з'єднали з мікрокомп'ютером Raspberry Pi через стандартний інтерфейс SPI.
Такий підхід допоміг вирішити основні проблеми VLC — спотворення світлових імпульсів та завади від сонячного світла. Це відкриває можливість практичного використання технології в інтелектуальних транспортних системах (ITS).
Видимий світловий зв’язок привертає увагу як альтернатива традиційним бездротовим технологіям, оскільки передає дані не радіохвилями, а світлом від світлодіодів. Завдяки цьому VLC може працювати там,
де радіозв'язок перевантажений, заважає іншим системам або обмежений правилами. Особливо перспективною ця технологія вважається для транспорту — наприклад, коли світлофори чи вуличні ліхтарі передають інформацію автомобілям. Водночас раніше її практичне застосування ускладнювали чутливість до зовнішнього світла та особливості роботи світлодіодів.
Дослідницька група з Токійського політехнічного університету показала, що ці обмеження можна подолати. Вони створили нову схему лінійного кодування 8B13B, спеціально пристосовану для VLC, а також реалізували блоки передавання й приймання даних за допомогою мови опису апаратури Verilog на FPGA. Уся система зібрана з масово доступних компонентів.
Кодування використовує формат «повернення до нуля» та підтримує збалансовану кількість бітів «1» і «0». Це зменшує видиме мерехтіння світла і забезпечує стабільну синхронізацію. Передача даних орієнтується переважно на моменти увімкнення світлових імпульсів, що робить систему менш чутливою до змін їх тривалості, які виникають через фізичні властивості світлодіодів.
Під час експериментів система стабільно працювала на відстані близько 3 метрів навіть за освітленості понад 90 тисяч люксів,
тобто під прямим сонцем. Для цього дослідники використали приймач із кількома фотодіодами та вузькосмуговим оптичним фільтром, який пригнічує фонове світло.
Розробники зазначають, що така система в майбутньому може передавати з дорожньої інфраструктури до автомобілів інформацію про перехрестя або «сліпі зони», що підвищить безпеку руху, зокрема й для безпілотних авто. Окрім транспорту, технологію також пропонують використовувати як навчальну платформу, яка поєднує аналогову електроніку, цифрову логіку та програмне забезпечення в одній системі зв’язку.
Читайте також:
