Разработана система видимой световой связи с поддержкой стабильных скоростей до 3,48 Мбит/с для приложений умного транспорта

Группа учёных из Токийского политехнического университета разработала недорогую систему передачи данных с помощью видимого света, способную стабильно работать даже при сильной внешней засветке, включая прямой солнечный свет. Эксперименты показали, что система обеспечивает скорость передачи до 3,48 Мбит/с на расстоянии нескольких метров и может использоваться в уличных условиях, например в транспортной инфраструктуре.

Речь идёт о технологии, при которой данные передаются не по радиоканалу, а с помощью модулированного излучения светодиодов. В отличие от радиосвязи, такой подход не использует радиочастоты, что делает его потенциально полезным в условиях перегруженного эфира или жёстких регуляторных ограничений. Однако практическому внедрению долгое время мешали две ключевые проблемы: сильное влияние солнечного света и искажения сигнала, связанные с физическими свойствами светодиодов.

Для их решения команда разработала новый способ кодирования данных — схему 8B13B. Она была реализована на программируемой логической микросхеме (FPGA), которая обменивается данными с компьютером Raspberry Pi через стандартный интерфейс SPI. Все элементы системы основаны на коммерчески доступных компонентах и не требуют специализированного оборудования.

Используемый алгоритм снижает видимое мерцание и упрощает синхронизацию при приёме сигнала. При декодировании система опирается в первую очередь на фронты импульсов, что делает её менее чувствительной к изменению их длительности — распространённой проблеме светодиодов, которая обычно приводит к искажению данных.

В ходе тестов система сохраняла устойчивую связь на расстоянии около 3 метров при уровне внешнего освещения свыше 90 000 люкс, что соответствует яркому дневному солнцу. Для этого приёмник был оснащён несколькими фотодиодами и узкополосным оптическим фильтром, подавляющим фоновую засветку.

Авторы работы отмечают, что такая схема может использоваться в интеллектуальных транспортных системах, где светофоры или уличные фонари способны передавать информацию автомобилям — например, данные о ситуации на перекрёстке или в слепых зонах. Помимо прикладных задач, разработка рассматривается и как наглядная платформа для обучения, объединяющая аналоговую электронику, цифровую логику и программное обеспечение в одном канале связи.

 Источник: interestingengineering