0.2秒完成高清电影下载：解密你不知道的可见光通信

本刊实习记者 | 赵艳薇

0.2秒完成高清电影下载：解密你不知道的可见光通信

本刊实习记者 | 赵艳薇

近日，经工信部测试认证，中国“可见光通信（VLC，Visible Light Communication）系统关键技术研究”获得重大突破，实时通信速率提高至50Gbit/s，相当于0.2s即可完成一部高清电影的下载。VLC是近年来提出的一项全新无线通信技术，它采用LED作为光源，利用LED灯光承载的高速明暗闪烁信号来传输信息。VLC自提出以来一直是通信行业关注的热点。

可见光通信蓄势待发

虽然可见光通信技术是一门新兴技术，但我国在可见光通信方面的研究已初获成果。早在2006年，北京大学就提出了“基于广角镜头的超宽视角可见光信号接收方案”，并进行了一系列的理论和实验工作；2008年，暨南大学利用白光LED阵列光源解决了前期VLC系统通信距离短、无法达到照明要求等问题，设计并实现了具备实用照明的室内可见光通信系统，该系统成功实现了使用可见光进行传输4M带宽的数字视频信号，信号传输距离超过了2.5m；2012年，解放军信息工程大学成功研发了可见光通信相关技术的点播电视业务、近场通信和新型无线广播以及矿下通信和定位。

2013年，我国可见光通信技术迎来国家的重点支持。2013年上半年，国内首个可见光863计划项目“可见光通信系统关键技术研究”正式部署，旨在开发可见光（波长380nm～780nm）新频谱资源；到2013年底，上海复旦大学在实验室里成功实现一盏功率为1W的LED灯珠，供灯光下的4台电脑上网，平均上网速率达到150Mbit/s；2014年，可见光通信技术项目也被列为河南省郑州市重大科技支持专项……

虽然目前可见光通信还没有大规模的实用案例，但国内外都进行了诸多应用方面的尝试，例如英国PureVLC公司，在2013年向美国一家医疗服务供应商交付了首套LiFi（Light Fidelity）设备，传输速率为3Mbit/s；韩国最大的超市Emart推出利用可见光通信技术的便捷购物导航服务,该服务可以在超市地图上标出消费者的位置以及想购买的物品位置和一些打折信息，并实时提供路径导航服务。国内方面，中国工程院院士邬江兴领导的团队在平顶山煤矿的矿道中利用矿灯实现了VLC高精度定位应用试点。其他如复旦大学、北京大学、北京邮电大学、中科院半导体所等高校和科研机构也在积极推动可见光通信的实用化。

VLC诸多优势成研究热点

在2G/3G/4G信号覆盖率如此高、Wi-Fi随处可见的强大通信网络下，可见光通信的独特优势却依然不可忽视。主要表现在以下方面。

首先，可见光通信能够实现通信与照明的深度耦合，借助照明灯光实现数据传输，目前全球拥有超过400亿盏灯具构成的照明网络，可见光通信与照明网络的深度融合可有效解决传统无线通信面临的泛在覆盖难题。

其次，可见光通信无电磁污染，对人体安全无辐射，LED灯光和射频信号不会相互干扰，使得可见光通信在飞机、加油站、矿井等对电磁敏感的地方更受欢迎。

最后，可见光通信保密性高，Wi-Fi信号的安全隐患众所周知，Wi-Fi信号的波长长，能够绕过障碍物，因此覆盖面积大，且不容易被常规手段限制，所以存在一定风险。而可见光的波长较短，不能越过非透明障碍物，因此很容易采用遮挡的方式阻断其传播，进而可以将通信局限在一个房间内，不会被窃取。

复旦大学可见光通信研究人员王一光博士表示，由于频谱无需授权即可使用，所以可见光通信应用灵活，可以单独使用，也可以作为射频无线设备的有效备份，这也是VLC的一大优势所在。

“在日常民用无线通信领域，VLC是Wi-Fi和2G/3G/4G的重要补充，能够在室内提供超高速无线接入；在特殊领域，如电磁敏感环境下，可见光通信将有不可替代的作用。”王一光如是说。

VLC产业链尚待形成

VLC的应用仍处在发展阶段,市场除了一些专门的订货之外,大部分还依旧停留在实验室阶段。目前还没有可见光通信专用的发射接收集成模块和专用芯片，VLC产业链还未形成，这是当前亟需解决的问题。

由于国际标准化工作制定并未完成，VLC专用芯片还未研发上市和量产，该技术本身所具有的成本优势将因为通用芯片的高昂价格而暂时无法体现。

从技术层面看，现有的VLC技术只适合进行短距离无线通信，无法满足用户的信号需求。主要表现在上行速率慢、信号容易被切断、不同信号源切换困难等方面。

北京邮电大学伍剑教授表示，虽然LED灯通信具有带宽较宽、保密性较高等诸多优点，但目前进入实际应用还存在一些巨大的挑战，例如虽然现有的LED灯网络覆盖很广，但是大部分现有LED灯只具备简单的照明作用，包括供电线路也无法直接应用为通信线路，真正实现LED可见光通信还须进行光源以及线路的改造。

可见光通信目前还处于起步阶段，国内外都在为其早日走出实验室实现大规模商用而努力。此次由邬江兴院士领导的解放军信息工程大学团队，实现了50Gbit/s的实时可见光通信系统具有重要意义，推动了可见光通信实用化的进程。目前半导体照明产业规模达到5000亿元人民币，利用LED作为光源的可见光通信技术将站在巨人的肩膀上，随着LED的发展而高速发展。

王一光对《通信世界》记者表示，“预计在未来5年内能够有成熟的可见光通信商用产品问世，VLC潜在的应用领域多样，从而打开可见光通信的市场，进而实现大规模商用化。”

就目前V LC发展状况而言，若能形成从材料、芯片、模块、系统到网络的整个纵向产业链；并且形成基于LED灯定位、手机LED通信、显示屏LED通信、交通信号灯LED 通信、点对点LED大功率长距离通信构成的横向产业链，VLC的发展与商用将拉动半导体行业上、下游整个产业网络，预期将会带来千亿量级的新兴产业规模。