Исследователи из Токийского политехнического университета представили простую и недорогую систему беспроводной передачи данных, использующую светодиоды. Разработка отличается стабильной работой на улице даже при ярком солнечном свете и может стать основой для будущих решений в области интеллектуальных транспортных систем.
В основе технологии лежит передача данных с помощью видимого света — этот метод всё чаще рассматривается как альтернатива радиосвязи, особенно в условиях её перегрузки, помех или регуляторных ограничений. Светодиоды, встроенные в уличные фонари и светофоры, могут использоваться не только для освещения, но и для обмена информацией. Однако на практике такие системы часто сталкиваются с проблемами — искажением импульсов и воздействием внешнего света.
Предложенное решение базируется на применении новой схемы кодирования 8B13B, разработанной специально для таких задач. Она реализована на программируемом логическом контроллере (FPGA), который соединён с микрокомпьютером Raspberry Pi через стандартный интерфейс SPI. Для функционирования системы используются только доступные на рынке комплектующие.
Кодирование использует формат с возвратом к нулю, поддерживает равновесие между единицами и нулями, что исключает мерцание и обеспечивает стабильную синхронизацию. Основной упор сделан на фиксации переднего фронта светового импульса, что позволяет компенсировать изменения ширины импульсов, вызванные особенностями отклика светодиодов. Такая конструкция делает передачу данных устойчивой даже при ярком освещении, в том числе под прямыми солнечными лучами интенсивностью свыше 90 000 люкс.
В рамках экспериментов система показала передачу данных на скорости до 3,48 Мбит/с на расстоянии около трёх метров. Для повышения точности приёмного устройства команда использовала несколько фотодиодов и узкополосный оптический фильтр, уменьшающий влияние фонового освещения.
Новая разработка может использоваться для передачи видеосигналов от дорожной инфраструктуры к транспортным средствам — например, с перекрёстков или из «мёртвых зон». Это способно повысить безопасность движения, в том числе при автономном вождении. Кроме того, созданная платформа может применяться в образовательных целях, объединяя аналоговую электронику, цифровую логику и программное обеспечение в единой системе.