當(dāng)物物相連的“物聯(lián)網(wǎng)”變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，有光就有WiFi，有光就能上網(wǎng)“黑科技”—可光通信技術(shù)也被廣泛開發(fā)。據(jù)悉，可見光通信已經(jīng)成為中國、日本、美國和歐洲等國家在通信領(lǐng)域必爭之技。那中國可見光通信處于什么階段？未來前景如何？

作為當(dāng)下國家重點(diǎn)扶植的電子信息產(chǎn)業(yè)高科技領(lǐng)域：可見光通信技術(shù)。可見光通信技術(shù)(Visible Light Communication，VLC)是指利用可見光波段的光作為信息載體，無需光纖等有線信道的傳輸介質(zhì)，在空氣中直接傳輸光信號的通信方式。可見光通信技術(shù)綠色低碳、可實(shí)現(xiàn)近乎零耗能通信，還可有效避免無線電通信電磁信號泄露等弱點(diǎn)，快速構(gòu)建抗干擾、抗截獲的安全信息空間。

中國工程院院士鄔江興在全球首款商品級超寬帶可見光通信專用芯片組發(fā)布會(huì)上表示：“可見光通信是10GB超寬帶智慧家庭信息網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，5G移動(dòng)通信將提供最大1個(gè)G的通信速率，可見光通信要比它快10倍。”

試想一下，比5G快10倍?!這是什么概念?!上網(wǎng)速度更快、瀏覽信息更加高效、觀看視頻影視更加順暢.....除此之外，可見光通信也將與WiFi、蜂窩網(wǎng)絡(luò)(3G、4G、甚至5G)等通信技術(shù)交互融合，在物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市(家庭)、航空、航海、地鐵、高鐵、室內(nèi)導(dǎo)航和井下作業(yè)等領(lǐng)域帶來創(chuàng)新應(yīng)用和價(jià)值體驗(yàn)。

那可見光通信技術(shù)有哪些特點(diǎn)及優(yōu)勢?

(1)“有光就能上網(wǎng)”的通信技術(shù)

可見光通信(Visible Light Communication，VLC)，即以可見光波段的光作為信息載體在空氣中直接傳輸光信號的新型高數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。理論上來說，就是利用半導(dǎo)體照明的光線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳輸，如上網(wǎng)、視頻通話、語音或者是對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備開關(guān)的調(diào)節(jié)都可以借助其極高的傳輸速率而輕松實(shí)現(xiàn)。

可見光通信的歷史可以追溯到19世紀(jì)，貝爾在1876年發(fā)明了光線電話(Photophone)-通過光束的變化對語音信號進(jìn)行傳遞，但由于其實(shí)現(xiàn)難度大，直到LED的逐漸普及，可見光通信才再次興起。LED(Light Emitting Diode)能夠支撐很高的開關(guān)切換速度，把微芯片加裝在普通的LED燈，使得LED每秒進(jìn)行百萬次的閃爍，即燈滅代表0，燈亮代表1，隨后二進(jìn)制的數(shù)據(jù)被迅速編碼成燈光信號，有效的數(shù)據(jù)傳輸?shù)靡赃M(jìn)行。同時(shí)，電腦、手機(jī)、平板、筆記本以及物聯(lián)設(shè)備等燈光下的終端，通過特指的信號接收裝置，就能實(shí)現(xiàn)“有燈光就能上網(wǎng)”。

(2)與WiFi相比，可見光通信優(yōu)勢明顯

與WiFi相比，可見光通信具有多方面的優(yōu)勢。首先是可見光成本更低，密度更高。WiFi覆蓋的實(shí)現(xiàn)必須部署WiFi熱點(diǎn)，即無線路由器或者無線AP，但可見光通信的覆蓋不需要建設(shè)新的基礎(chǔ)設(shè)施，只需要利用已有的照明路線即可。另外，和WiFi熱點(diǎn)的部署相比，燈光的密度高很多。其次，可見光的頻譜更加豐富，WiFi無線電射頻頻譜的寬度僅為可見光頻譜的萬分之一，且可用的射頻頻譜會(huì)隨著用戶對無線網(wǎng)絡(luò)需求的持續(xù)增加變得越來越少，隨著時(shí)間的發(fā)展變得擁擠不堪，可見光通信則沒有頻譜不夠用的問題，并且還能對全球無線頻譜資源短缺的現(xiàn)狀起到明顯的緩解作用。再者，無線光通信還具有無電磁輻射的優(yōu)點(diǎn)，這對于醫(yī)院等對電磁信號敏感的機(jī)構(gòu)來說無疑是個(gè)好消息。此外，無線光通信還具有高保密性，只要遮住燈光光線，傳輸?shù)男畔⒕筒粫?huì)出現(xiàn)泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。

中國可見光通信技術(shù)處于什么階段?

(1)中國可見光通信速率已經(jīng)突破50Gbps

可見光通信最大的優(yōu)勢是其高速率性，正因?yàn)槿绱耍瑯I(yè)界也對其前景普遍看好并不斷進(jìn)行著探索。2000年可見光通信開始興起時(shí)，由于調(diào)制寬帶的限制，其傳輸速率僅有幾十KB每秒；2010年，德國弗勞恩霍夫研究所團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造世界紀(jì)錄，將通信速率提高到了513Mbps，使得可見光通信的速率實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的提升；2013年復(fù)旦大學(xué)將數(shù)據(jù)傳輸速率刷新到3.75Gbps；來自英國的科研人員更是把離線速率提高至10Gbps。近日，經(jīng)過中國工信部認(rèn)證，中國已經(jīng)成功將實(shí)時(shí)通信速率提升到50G bps，實(shí)現(xiàn)了“可見光通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”的重大突破，中國團(tuán)隊(duì)在可見光領(lǐng)域的先發(fā)實(shí)力又一次被證明了。

(2)可見光通信專用芯片已經(jīng)面世

8月24日，全球首款商品級超寬帶可見光通信專用芯片組也已經(jīng)在首屆中國國際智能產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上發(fā)布，該芯片組能夠支持每秒G比特量級的高速傳輸，全面兼容主流中高速接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，這意味著中國可見光通信大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化和高端市場的開拓進(jìn)程中最難邁過的技術(shù)門檻已經(jīng)被跨越，中國可見光通信已經(jīng)邁入超寬帶專用芯片的時(shí)代。

(3)“超并行可見光通信”

可見光通信的速度還在不斷飆升。據(jù)國外媒體報(bào)道，牛津大學(xué)的研究人員已完成100Gbps可見光通信試驗(yàn)，并命名為“超并行可見光通信”，甚至預(yù)測該通信系統(tǒng)的最高速率能達(dá)到3Tbps!其原理是借助更多波長的光來實(shí)現(xiàn)信號的多路傳輸，但這也對視場有了更高的要求。理論上，60度的視場可支持6個(gè)波長，可實(shí)現(xiàn)224Gbps(6個(gè)信道)的傳輸速率，而36度的視場則可支持3個(gè)波長，也可實(shí)現(xiàn)112Gbps(3個(gè)信道)的傳輸速率。不過在速率提升的同時(shí)，傳輸距離也被縮短，目前僅有3米的有效距離。

(4)可見光通信落地成果

在中國重慶高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，以可見光通信為核心的智慧家庭網(wǎng)絡(luò)示范工程已經(jīng)啟動(dòng)，鄭州市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)和重慶兩江新區(qū)規(guī)模化的商用樓宇和智慧家庭使用點(diǎn)也在規(guī)劃階段，預(yù)計(jì)有超過30000戶以上的市民在兩年以內(nèi)會(huì)體驗(yàn)到可見光通信帶來的便利。

未來可見光通信的前景如何?

根據(jù)Technavio的《2015-2019年全球可見光通信市場》報(bào)告，全球可見光通信市場將增長到80億美元左右，2015-2019年的復(fù)核年增長率超過60%。據(jù)估計(jì)，可見光通信的市場規(guī)模將進(jìn)一步增加，到2020年以后會(huì)增至150億美元以上；在未來，可見光通信的市場甚至能達(dá)到以萬億計(jì)。

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