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Comunicación por luz visible e iluminación inteligente y su industrialización

Fuente: 中国之光网 Lecturas: 2724

01 | Ventajas de la comunicación por luz visible y el estado actual de la tecnología Li-Fi


1. Puntos críticos del mercado y la tecnología

La comunicación inalámbrica moderna, tras cientos de años de investigación, ha aportado gran comodidad a la vida moderna, pero aún enfrenta algunos problemas sin resolver, como: zonas prohibidas para la comunicación inalámbrica submarina, graves interferencias electromagnéticas de misma frecuencia en entornos industriales complejos y la facilidad con la que la comunicación inalámbrica puede ser interceptada y localizada.

2. Perspectivas de aplicación de la tecnología de comunicación por luz visible

La tecnología de comunicación por luz visible (Li-Fi) ofrece ventajas insustituibles frente a la comunicación inalámbrica por radiofrecuencia tradicional en los ámbitos militar e industrial; permite comunicaciones de alta velocidad bajo el agua y garantiza transmisiones de datos fiables y rápidas en entornos electromagnéticos industriales complejos, resistiendo fuertes interferencias electromagnéticas. La comunicación por luz visible también facilita la comunicación fiable entre objetos en movimiento y estacionarios. Los sistemas de comunicación por luz visible submarina pueden establecer enlaces de datos submarinos de larga distancia y alta velocidad entre submarinos, plataformas de combate y redes de sensores de fibra óptica, lo que podría transformar las tácticas y prácticas de la guerra submarina. Además, como tecnología de acceso interior, la comunicación por luz visible compensa perfectamente la cobertura interior limitada del 5G.

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3. Descripción general del campo técnico

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Actualmente, el mercado chino de iluminación con comunicación por luz visible inteligente se encuentra en una fase incipiente, con una demanda de mercado en constante aumento. En el ámbito militar, no existen productos comerciales maduros, desarrollados localmente y controlables, disponibles para suministrar a las fuerzas armadas; tanto Estados Unidos como el Reino Unido cuentan con empresas especializadas que operan en este campo. El sector industrial está monopolizado por Hokuyo de Japón y Pepperl+Fuchs de Alemania. En el sector civil, empresas como Philips y Cree lideran el desarrollo de la industria. En el ámbito de la iluminación inteligente, el mercado de nueva infraestructura de China es enorme.

4. Ventajas de la tecnología Li-Fi

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5. Principios de la tecnología LiFi
La velocidad de Internet de Li-Fi es cien veces mayor que la de Wi-Fi. Li-Fi, o Comunicación por Luz Visible (VLC), también conocida como "Fidelidad de Luz", es una nueva tecnología de comunicación inalámbrica inventada por Harald Haas de Alemania. Básicamente, utiliza las luces LED omnipresentes; al incorporar un pequeño chip dentro de estas bombillas LED para formar un terminal de transmisión, ofrece a los usuarios un sistema de comunicación por luz visible interior estable y eficiente.
6. Limitaciones del desarrollo de la tecnología LiFi
  • En comparación con Wi-Fi, LiFi tiene capacidades de antiinterferencia y penetración significativamente reducidas. Si la trayectoria de luz entre el transmisor y el receptor se bloquea, la transmisión de datos se detiene inmediatamente, y mucho menos atravesar paredes.

  • La luz visible no es adecuada para la transmisión bidireccional de información, ya que es difícil transmitir señales de retorno. Si las señales inversas deben transmitirse por la red, cada bombilla debe conectarse a un cable de red. Para el retorno de señal, el dispositivo receptor también debe estar equipado con una bombilla y requiere una alineación precisa; de lo contrario, la velocidad no aumentará. Por lo tanto, la transmisión unidireccional es más adecuada para la comunicación por luz visible, aplicando la tecnología de luz visible en escenarios donde no se requiere el retorno de información.

  • Debido a la falta de chips relativamente maduros, el equipo utilizado por los investigadores en el Laboratorio de Fudan tiene el tamaño de dos portátiles. Para miniaturizar el equipo, es necesario reducir el tamaño de los chips, lo que requiere apoyo financiero para la I+D de la tecnología de chips.




02 | Aplicación de Li-Fi en postes de alumbrado inteligentes

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1. La comunicación por luz visible aborda los puntos críticos de la industria de postes de alumbrado inteligentes

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2. Solución de transmisión de datos para redes de iluminación densa Li-Fi

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Ventajas de la transmisión de luz infrarroja:

  • Alta direccionalidad, lo que permite evitar interferencias controlando la dirección;
  • La corta distancia de transmisión evita el enrutamiento complejo y los conflictos;
  • Transmisión todo tiempo, resistente a lluvia, nieve, niebla, etc.


3. Interconexión de datos entre múltiples terminales dentro de las farolas Li-Fi

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03 | Terminal y tecnología de comunicación por luz visible submarina (Li-Fi)

1. Terminal de comunicación por luz visible submarina
Terminal Li-Fi anfibia (prototipo)

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Distancia de transmisión: Más de 100 metros bajo el agua, 200 metros en el aire;

Comunicación de información de vídeo, audio y sensores multicanal.


Terminal portátil de comunicación por luz visible (prototipo)

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Distancia de transmisión: 50 metros bajo el agua, 100 metros en el aire;

Proporciona comunicación de voz dúplex completa.


2. Estación base de comunicación óptica submarina

Estación base de comunicación óptica submarina militar (en desarrollo)

Cobertura de la estación base de comunicación óptica submarina: 200 metros;

Comunicación de información de audio, vídeo y sensores multicanal;

Despliegue sincronizado de capacidades de ataque submarino y estaciones base;

Adquisición de datos de la red de sensores submarinos.


Estación base de comunicación óptica submarina civil (En desarrollo)

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  • proporciona cobertura de comunicación para operaciones submarinas;

  • El entretenimiento de buceo ofrece garantía de seguridad;

  • Estación base de investigación científica submarina, red de sensores submarinos.


3. Innovación tecnológica

Alta integración y alta potencia

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LED ideal sublongitud de onda
  • propone un modelo ideal de LED sublongitud de onda;

  • ha desarrollado con éxito un LED de estructura vertical sublongitud de onda con un grosor de 225nm y una longitud de onda de emisión de 411nm;

  • La nueva estructura de LED mejora la eficacia luminosa, reduce la capacitancia de unión, disminuye la generación de calor del LED y amplía el ancho de banda de 3 dB del LED;

  • Sistema de comunicación por luz visible submarina, equipado por primera vez con este LED para verificar la comunicación de alta velocidad de 60 Mbps en un tanque de agua de 10 metros.

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Iluminación Inteligente Adaptativa
Ajusta activamente la intensidad de la iluminación según el entorno lumínico externo

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Fenómeno de coexistencia de emisión y detección de luz en diodos de pozos cuánticos
El primer sistema de verificación de comunicación óptica espacial que logra simultáneamente la emisión y la detección de luz

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Tecnología de modulación y demodulación multidimensional para canales de luz visible

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04 | Solución de Iluminación Inteligente de Aowei Technology

Aowei Technology se fundó a principios de 2015. La empresa está ubicada en el Parque de Innovación Científica y Tecnológica Jingang, Nº 1 de la Calle Kechuang, Subdistrito de Yaohua, Distrito de Qixia, Ciudad de Nanjing, Provincia de Jiangsu. El equipo técnico central proviene de un grupo de destacados expertos técnicos de empresas como ZTE Corporation, Huawei Technologies, China Telecom y HP. Actualmente, ha formado tres líneas de I+D: I+D y producción de hardware, I+D de software embebido e I+D de software de plataforma en la nube para IoT. En el ámbito del IoT, ha obtenido 18 derechos de autor de software y 1 Patente.

1. Calificaciones de la empresa:
  • Empresa de Alta Tecnología

  • Sistema de Gestión de Calidad ISO9001

  • PYME tecnológicas de la provincia de Jiangsu

  • Miembro de la Alianza de Aplicaciones LoRa de China

  • Miembro de la Alianza de Innovación en Aplicaciones 5G de China Unicom


2. Historia del desarrollo

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3. Problemas del sector

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4. Aowei Technology Serie de productos principales
Plataforma en la nube de IoT:

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Servicio de resolución de identificadores:

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Equipo de transmisión de datos para interiores y exteriores de capa de red:
  • Mini IWG M20
  • IWG B30 para exteriores

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Puerta de enlace de computación perimetral de la capa de percepción: AW-DTU-F901

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Implementa la optimización de datos, la respuesta en tiempo real, la conectividad ágil y el análisis de modelos en los nodos periféricos del IoT, impulsando el IoT digital en la era 5G. Ampliamente aplicable en diversos ámbitos del IoT, como redes eléctricas inteligentes, ciudades inteligentes y edificios inteligentes.

Controlador inteligente de capa de ejecución: AW-ACU-M002

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Autor


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Dr. Yang Bo


Fundador y Director General de Aowei Technology (Nanjing) Co., Ltd.

Gerente Senior de Proyectos de Sistemas de Información

Ingeniero senior. Se graduó con un máster en la Universidad Xidian en 2005; desde 2016, ha estudiado la teoría del láser de fonones bajo la tutela del renombrado Premio Nobel, el Sr. Peter Grunberg, y ha realizado aprendizaje e investigación en tecnología de comunicación por luz visible (Li-Fi) submarina bajo la dirección del profesor Wang Yongjin de la Universidad de Posts y Telecomunicaciones de Nankín. Obtuvo el doctorado en Comunicación y Sistemas de Información en la Universidad de Posts y Telecomunicaciones de Nankín en diciembre de 2019. Fundó Aowei Technology (Nanjing) Co., Ltd. en 2019, y ha organizado el I+D y la entrega de múltiples productos, incluyendo Kangli Elevator Cloud, el proyecto de lectura de contadores IoT de China Resources Gas, el Sistema Ágil de Fabricación Inteligente de Huaxing Yuanchuang, el sistema Kanban de Luxshare Precision, controladores industriales inteligentes, termómetros frontales y dispositivos de fisioterapia EMS. Anteriormente trabajó en el centro de I+D de ZTE en Nankín.


Ha publicado 15 artículos en revistas nacionales e indexadas en SCI/EI, y ha sido invitado a presentar 2 informes académicos internacionales. Se han solicitado y concedido un total de 12 Patentes, incluidas 2 Patentes internacionales, con 1 Patente incorporada en la norma internacional 3GPP.




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