復(fù)旦大學(xué)可見光通信研究人員表示,預(yù)計(jì)在未來(lái)5年內(nèi)能夠有成熟的可見光通信商用產(chǎn)品問(wèn)世,VLC潛在的應(yīng)用領(lǐng)域多樣,將實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用化。
前不久,經(jīng)工信部測(cè)試認(rèn)證,中國(guó)“可見光通信(VLC,Visible Light Communication)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”獲得重大突破,實(shí)時(shí)通信速率提高至50Gbit/s,相當(dāng)于0.2s即可完成一部高清電影的下載。VLC是近年來(lái)提出的一項(xiàng)全新無(wú)線通信技術(shù),它采用LED作為光源,利用LED燈光承載的高速明暗閃爍信號(hào)來(lái)傳輸信息。VLC自提出以來(lái)一直是通信行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。
可見光通信蓄勢(shì)待發(fā)
雖然可見光通信技術(shù)是一門新興技術(shù),但我國(guó)在可見光通信方面的研究已初獲成果。早在2006年,北京大學(xué)就提出了“基于廣角鏡頭的超寬視角可見光信號(hào)接收方案”,并進(jìn)行了一系列的理論和實(shí)驗(yàn)工作;2008年,暨南大學(xué)利用白光LED陣列光源解決了前期VLC系統(tǒng)通信距離短、無(wú)法達(dá)到照明要求等問(wèn)題,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了具備實(shí)用照明的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng),該系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了使用可見光進(jìn)行傳輸4M帶寬的數(shù)字視頻信號(hào),信號(hào)傳輸距離超過(guò)了2.5m;2012年,解放軍信息工程大學(xué)成功研發(fā)了可見光通信相關(guān)技術(shù)的點(diǎn)播電視業(yè)務(wù)、近場(chǎng)通信和新型無(wú)線廣播以及礦下通信和定位。
2013年,我國(guó)可見光通信技術(shù)迎來(lái)國(guó)家的重點(diǎn)支持。2013年上半年,國(guó)內(nèi)首個(gè)可見光863計(jì)劃項(xiàng)目“可見光通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”正式部署,旨在開發(fā)可見光(波長(zhǎng)380nm~780nm)新頻譜資源;到2013年底,上海復(fù)旦大學(xué)在實(shí)驗(yàn)室里成功實(shí)現(xiàn)一盞功率為1W的LED燈珠,供燈光下的4臺(tái)電腦上網(wǎng),平均上網(wǎng)速率達(dá)到150Mbit/s;2014年,可見光通信技術(shù)項(xiàng)目也被列為河南省鄭州市重大科技支持專項(xiàng)?
雖然目前可見光通信還沒(méi)有大規(guī)模的實(shí)用案例,但國(guó)內(nèi)外都進(jìn)行了諸多應(yīng)用方面的嘗試,例如英國(guó)PureVLC公司,在2013年向美國(guó)一家醫(yī)療服務(wù)供應(yīng)商交付了首套LiFi(LightFidelity)設(shè)備,傳輸速率為3Mbit/s;韓國(guó)最大的超市Emart推出利用可見光通信技術(shù)的便捷購(gòu)物導(dǎo)航服務(wù),該服務(wù)可以在超市地圖上標(biāo)出消費(fèi)者的位置以及想購(gòu)買的物品位置和一些打折信息,并實(shí)時(shí)提供路徑導(dǎo)航服務(wù)。國(guó)內(nèi)方面,中國(guó)工程院院士鄔江興領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在平頂山煤礦的礦道中利用礦燈實(shí)現(xiàn)了VLC高精度定位應(yīng)用試點(diǎn)。其他如復(fù)旦大學(xué)、北京大學(xué)、北京郵電大學(xué)、中科院半導(dǎo)體所等高校和科研機(jī)構(gòu)也在積極推動(dòng)可見光通信的實(shí)用化。
VLC諸多優(yōu)勢(shì)成研究熱點(diǎn)
在2G/3G/4G信號(hào)覆蓋率如此高、Wi-Fi隨處可見的強(qiáng)大通信網(wǎng)絡(luò)下,可見光通信的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)卻依然不可忽視。主要表現(xiàn)在以下方面。
首先,可見光通信能夠?qū)崿F(xiàn)通信與照明的深度耦合。借助照明燈光實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,目前全球擁有超過(guò)400億盞燈具構(gòu)成的照明網(wǎng)絡(luò),可見光通信與照明網(wǎng)絡(luò)的深度融合可有效解決傳統(tǒng)無(wú)線通信面臨的泛在覆蓋難題。
其次,可見光通信無(wú)電磁污染,對(duì)人體安全無(wú)輻射,LED燈光和射頻信號(hào)不會(huì)相互干擾,使得可見光通信在飛機(jī)、加油站、礦井等對(duì)電磁敏感的地方更受歡迎。
最后,可見光通信保密性高。Wi-Fi信號(hào)的安全隱患眾所周知,Wi-Fi信號(hào)的波長(zhǎng)長(zhǎng),能夠繞過(guò)障礙物,因此覆蓋面積大,且不容易被常規(guī)手段限制,所以存在一定風(fēng)險(xiǎn)。而可見光的波長(zhǎng)較短,不能越過(guò)非透明障礙物,因此很容易采用遮擋的方式阻斷其傳播,進(jìn)而可以將通信局限在一個(gè)房間內(nèi),不會(huì)被竊取。
復(fù)旦大學(xué)可見光通信研究人員王一光博士表示,由于頻譜無(wú)需授權(quán)即可使用,所以可見光通信應(yīng)用靈活,可以單獨(dú)使用,也可以作為射頻無(wú)線設(shè)備的有效備份,這也是VLC的一大優(yōu)勢(shì)所在。
“在日常民用無(wú)線通信領(lǐng)域,VLC是Wi-Fi和2G/3G/4G的重要補(bǔ)充,能夠在室內(nèi)提供超高速無(wú)線接入;在特殊領(lǐng)域,如電磁敏感環(huán)境下,可見光通信將有不可替代的作用?!蓖跻还馊缡钦f(shuō)。