TRANSMISIE FĂRĂ FĂRĂ A SEMNALELOR PRIN SPECTRUL VISIBIL DE LUMINĂ

semnalelor

В
В 		В

Servicii personalizate

Articol

  • Spaniolă (pdf)
  • Articol în XML
  • Referințe articol
  • Cum se citează acest articol
  • Traducere automată
  • Trimite articolul prin e-mail

Indicatori

  • Citat de SciELO
  • Acces

Linkuri conexe

  • Similar în SciELO

Acțiune

Cercetare & Dezvoltare

versiuneaВ On-line ISSN 2518-4431

Inv. și Des.В vol.1 nr.15 Cochabamba 2015

ARTICOLE - INGINERIE

TRANSMISIE FĂRĂ FĂRĂ A SEMNALELOR PRIN SPECTRUL VISIBIL DE LUMINĂ

TRANSMISIE DE SEMNAL FĂRĂ FĂRĂ PRIN SPECTRUL DE LUMINĂ VISIBILĂ

Alvaro Riva și Omar Ormachea

Centrul de cercetare optică și energetică(CIOE)
Universitatea Privată Boliviană
[email protected]

(Primit pe 20 mai 2015, acceptat pentru publicare 3 iunie 2015)

Cuvinte cheie: Comunicare cu lumină vizibilă, spectru electromagnetic, frecvență radio, LED, lățime de bandă.

Acest articol prezintă un sistem wireless de comunicații cu lumină vizibilă, cu o lățime de bandă maximă de 5 MHz (aproximativ 80 Mbps) și o distanță de 15 centimetri. Sistemul permite transmiterea wireless a semnalelor audio și video cu un LED convențional (lumină albă). Lumina emisă de diodă se află în spectrul luminii vizibile (400-700 nm.). În acest interval spectral, este posibil să se atingă o lățime de bandă potențială de aproximativ 322THz, care este mult mai mare decât o transmisie prin unde electromagnetice de radiofrecvență (5 MHz pentru tehnologia 3G). Am instalat componentele electronice pe o placă de circuit în interiorul unui cadru pentru o utilizare mai simplă și mai ușoară. Sistemul funcționează cu o putere simetrică de +9, -9 volți. Designul final constă dintr-un emițător și un receptor pentru audio și video. Sistemul permite variația intensității LED-urilor, astfel încât să crească sau să scadă distanța maximă de transmisie și să regleze câștigul atât în ​​emițător, cât și în receptor. Pentru a permite o calitate eficientă a transmisiei video, se aplică o etapă finală de adunare și scădere în emițător și, respectiv, în receptor. Costul sistemului dezvoltat este cu 80% mai mic comparativ cu sistemele comerciale bazate pe comunicații cu lumină vizibilă.

Cuvinte cheie: Comunicare cu lumină vizibilă, spectru electromagnetic, radiofrecvență, LED, lățime de bandă.

1. INTRODUCERE

În prezent, este un fapt transmiterea datelor în ordinea a sute de Mbps (Eszter, H. și altele. [1-3]), în domenii precum telecomunicații, cercetare, educație, medicină, guvern etc. Fibra optică este o soluție eficientă și eficientă pentru transportul audio și video și date pe distanțe mari cu lățime de bandă mare (JC Knight. Și altele [4-6]), însă aduce cu sine unele dezavantaje, cum ar fi costul ridicat care reprezintă instalarea sa sau lipsa infrastructurii în diferite locuri.

Pentru conexiunile fără fir cu lățime de bandă mare, există tehnologia 4G (telefonie mobilă) care, conform Telecomunicații mobile internaționale-Avansat (IMT-Avansat), definește lățimea de bandă pentru această tehnologie între 100 Mbps, în mișcare și 1 Gbps, în repaus [7].

2. COMUNICAȚIE LUMINĂ VISIBILĂ (VLC)

Comunicarea luminii vizibile este dezvoltată pe baza unui bec cu LED-uri ca emițător. Acest dispozitiv este utilizat în mod normal pentru iluminat utilizând o valoare de curent fixă. Cu toate acestea, prin variația curentului, ieșirea optică, adică intensitatea iluminării, poate fi variată la viteze extrem de mari [15], 16]. Această proprietate este utilizată în configurația de bază a VLC. Procedura este simplă, dacă LED-ul este aprins, este echivalent cu transmiterea unui unu Dacă, dimpotrivă, LED-ul este stins, acesta va transmite un zero digital.

Figura 1 arată spectrul de emisie măsurat al unei surse tipice de tip LED [10], vârful din stânga corespunde emisiei LED-ului în sine (LED albastru), iar vârful larg din dreapta corespunde emisiei fosforului, element cu care se dopează LED-ul; observând spectrul de emisie produs există o iluminare foarte aproape de lumina albă.

LED-urile pot fi pornite și oprite la viteze mari, oferind oportunități bune de transmitere a datelor. Prin urmare, tot ce este necesar sunt niște LED-uri și un controler care codifică datele care trebuie transmise de LED-uri [17].

3.1 Nivele de tensiune

Amplitudinea semnalului este de 1 Vpp, iar unitatea sa de măsură este IRE-urile, unde 1 IRE este egal cu 7,143mVpp. Echivalentul a 1 Vpp este de 140 IRE și semnalul rezultat poate varia între +100 IRE (+714,3 mV) și -40 IRE (-285,7 mV) [19].

3.2 Zona de ștergere (albire)

Această zonă este responsabilă pentru ajustarea condițiilor de funcționare pentru a afișa o nouă imagine și este alcătuită din mai multe părți. Primul este pulsul de sincronizare, care spune dispozitivului să treacă la următoarea linie orizontală; apoi, aveți rafala de culoare care stabilește frecvența de referință pentru decodarea culorilor (3,58 MHz în NTSC). În acest timp, ecranul este negru deoarece nivelurile de tensiune sunt sub 0 IRE. În NTSC există un nivel de ajustare, care este referința pentru culoarea neagră care are o schimbare de fază de 7,5 IRE (54 mV) peste nivelul de ștergere [18].

3.3 Zona activă a semnalului

La semnalele audio cu frecvență joasă, toleranța la degradare este largă, deoarece calitatea sunetului nu prezintă diferențe dacă lățimea de bandă atribuită este redusă, de aceea în telefonia analogică este necesară doar o lățime de 4 kHz [18]., în sistemele video, distorsiunea frecvențelor înalte este critică, deoarece percepția vizuală a imaginii are un impact mare asupra ochiului uman. Efectul de a avea o lățime de bandă inadecvată este că imaginea este întunecată și detaliile sunt pierdute, rezultând o rezoluție vizibil mai mică. În crominanță, saturația este limitată la valori mai mici cu același factor pentru toate culorile, deci culorile puternice sunt defazate cu culorile moi (de exemplu roșu poate fi văzut ca roz).