可见光通信——一种新的通信技术

可见光通信——一种新的通信技术


给一个 LED（发光二极管） 灯接上一个微芯片，使它发出每秒数百万次的明暗闪烁用以传输信息，这就是可见光通信技术——LiFi。光是可见的，而这种高速闪烁是肉眼无法察觉的。将互联网的信号加到这种照明装置上，灯光能够照到的地方，电脑不需要电线连接即可高速上网。一个 LED 灯就是一个路由器，一个通信基站，一个接入点。
可见光通信能够同时实现照明与通信的功能，具有传输数据率高、保密性强、无电磁干扰、无需（无线电）频谱认证等优点，已经成为世界范围的研究热点。
使用这种技术，无需 WiFi（无线局域网）信号，就可在路灯下花 0.2秒的时间下载一部电影。研究人员将网络信号接入一盏 1W的 LED灯珠，灯光下的4台电脑即可上网，最高数据传输速率可达 3.25Gbps，平均上网速率达到 150M，堪称世界最快的“灯光上网”。
由于可见光谱的频谱是无线频谱宽度的上万倍，这意味着更大的带宽和更高的速度。可见光通信传输速度快，通信速度可达每秒几百兆甚至数个 G。
它的保密性好。在室内，只要拉上窗帘，就不会外泄信号。而用 WiFi（无线局域网）信号，即使有墙挡着，无线信号也会穿墙而过。
它不产生电磁干扰。在飞机内、医院里那些对电磁信号敏感的场合都可以自由使用。
此外，在水下等无线电波无法传播的场所也可以使用它。
现有的 WiFi技术依赖看不见的无线电波传输，设备功率越来越大，局部电磁辐射势必增强。不仅不安全，也很不经济。无线电信号传输设备存在很多局限性，它们稀有、昂贵、但效率不高，比如手机，全球数百万个基站帮助其增强信号，但大部分能量却消耗在冷却上，效率只有5%。而全世界使用的灯泡却取之不尽，尤其在国内， LED光源正在大规模取代传统白炽灯。只要在任何一个 LED灯泡中增加一个微芯片，便可让灯泡变成无线网络发射器。
现在，当你在饭店、咖啡厅中上网时（使用 WiFi信号），如果周围上网的人越来越多，那么你会发现网速会变得很慢。而如果使用可见光通信技术 （LiFi），就不会有这种问题了。
从另一方面来讲， 无线电波在整个电磁频谱中仅占很小的一部分。而随着用户对无线互联网需求的增长， WiFi技术可利用的射频频谱正越来越少。这也要求我们开发新的通信技术，如利用可见光通信。
据国家数字交换系统工程技术研究中心主任邬江兴院士介绍，它的应用范围广泛，可用于导航定位、安全通信与支付、智能交通管控、超市导购、隐式广告等新兴领域。
据悉，可见光通信技术已

经可在点播电视、矿下通信等方面应用。但要运用于家庭，预计还需5年多的时间。
这是一种新的通信技术。国内外在这一领域都还处在研究和试制阶段，尚没有能够实现超高速可见光通信技术及相关终端产品。目前，我国可见光通信的基础研究和实际应用方面与国外发达国家虽然是处于同一起跑线上的，但国外在研究和实验方面还是领先于我们的。目前国外的实验室实时传输速率已在米级距离上达到了每秒 500M，离线传输速率达到了每秒 10G。
我国863计划于2011年部署了可见光通信技术研究项目，经过两年多的科技攻关，目前在调制带宽拓展、实时传输速率、融合网络架构等方面已取得了一批重要研究成果。
2012年，解放军信息工程大学等单位研发成功可见光点播电视业务、可见光新型无线广播、可见光近场通信、矿下可见光通信与定位等应用示范系统。
为推动可见光通信技术的广泛运用，2013年12月14日中国可见光通信产业技术创新联盟（筹）和中国产学研投融资联盟在重庆签订战略合作协议。
据估计，全国基于可见光通信技术的终端产品、网络AP、车载设备等产品市场规模可达10亿元。项目的实施，将拉动数字视听领域如手机、MP3、MP4等产品销量；带动公交、广告、医疗电子、无线数字传输设备等领域产值提高，将极大地促进了办公环境、数字家庭的照明与通信技术发展。
邬江兴院士指出，可见光通信产业将是一个具有万亿产值的战略型新兴产业，不仅可以促进照明与通信两大传统行业的技术变革和产业结构升级，还将催生出一大批与此相关的新兴产业。
和任何新技术一样，可见光通信技术也有着自身的局限。可见光无法穿透物体，如果接收器被阻挡，那么信号将被切断。因此，它无法向树、墙和障碍物背后的设备发送数据。这凸显了事物的两面性——优点与缺点在转化。同时它也无法向快速移动的设备发送数据。


（LMG采编 2013-12-17）