可見光通信研究早已開啟
LEDinside小編了解到，可見光通信這一概念并非2013年才有。實際上，早在2000年，日本慶應(yīng)大學的Tanaka等人和SONY計算機科學研究所的Haruyama就提出了利用LED燈作為通信基站進行信息無線傳輸?shù)氖覂?nèi)通信系統(tǒng)。2002年，Tanaka和Komine等人對LED可見光通信系統(tǒng)展開了具體分析，并于同年正式提出了一套結(jié)合電力線載波通信和LED可見光通信的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。時光飛逝，科研人員從未放棄研究，終于在2008年10月的東京國際電子展上，日本太陽誘電公司向全世界首次現(xiàn)場展出了白光LED的通信系統(tǒng)，當時，它的最大傳輸距離僅20cm。雖然這個距離相當短，但在當時，那確實是獨一無二的創(chuàng)新技術(shù)！
鏡頭切換到國內(nèi)可見光通信研究。2006年，北京大學首次提出了基于廣角鏡頭的超寬視角可見光信號接收方案，并進行了一系列的理論和實驗工作。2008年，繼日企首次公開展示白光LED通信系統(tǒng)之后，暨南大學教授陳長纓研制出國內(nèi)首臺白光LED可見光通信樣機，傳輸距離大于2.5米。但直到2013年，“復旦大學實現(xiàn)LED燈光上網(wǎng)”的消息瘋傳網(wǎng)絡(luò)，LED可見光通信才真正地呈現(xiàn)在國內(nèi)民眾面前。
繼日本、中國之后，歐洲國家也陸續(xù)展示可見光通信研究。2009年，牛津大學的Brien等人利用均衡技術(shù)實現(xiàn)了100Mbit/s的通信速率；次年，他們展出了室內(nèi)可見光通信演示系統(tǒng)，利用16個白光LED通信，完成了4路高清視頻實時廣播。到2010年，德國FraunhoferHenrichHertzInstitute實驗室的科研人員將這一通信速率提高到513Mbit/s，創(chuàng)造了當時可見光通信速率的世界紀錄。當時的可見光通信還不叫LiFi，而是VLC（VisibleLightCommunication）。直到2011年，愛丁堡大學哈拉爾德？哈斯教授演示了帶有信號處理技術(shù)的LED燈泡如何將高清視頻傳輸?shù)诫娔X上，并將可見光通信命名為LiFi（LightFidelity）。2013年10月，來自英國多所高校的研究者們將LiFi的通信速率刷新到高達10Gb/s。
可見光通信技術(shù)正在商業(yè)化
LED可見光通信并非實驗室里的“寵物”，它已經(jīng)逐漸實現(xiàn)了商業(yè)化。2013年10月，哈斯教授創(chuàng)立的PureLiFi（原名為PureVLC）公司向美國一家醫(yī)療機構(gòu)售出第一套LiFi設(shè)備，價值5000歐元（人民幣約4.1萬元）。這場交易標志著LiFi的實用商業(yè)價值正式被認可。
國內(nèi)，2013年11月，勤上光電與清華大學合作成功研發(fā)出LiFi通信手機版樣品，并預計最終達到iPhone大小和輕薄的程度，實現(xiàn)市場化。
近日，在今年的國際消費電子展（CES）期間，法國Oledcomm公司演示了可以實現(xiàn)光通信技術(shù)的手機設(shè)備。技術(shù)和工作人員將智能手機的前置攝像頭改裝成光線感應(yīng)器，讓觀眾親眼見證LiFi光通信技術(shù)，傳輸速率約為10Mpbs。該公司表示，明年將會實現(xiàn)可見光通信產(chǎn)業(yè)化。
順應(yīng)可見光通信的快速發(fā)展，國內(nèi)各種投資、推廣也一應(yīng)展開。2013年9月，珠海華策集團斥巨資20億元研究LED白光通信；2013年12月，重慶成為可見光技術(shù)推廣應(yīng)用試點城市；同月，江寧開發(fā)區(qū)中國無線谷的移動通信國家重點實驗室專家表示，可見光通信技術(shù)應(yīng)用設(shè)備明年有望在江寧開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)化。廠商的大手筆投資、政府的大力扶持都昭示著可見光通信前景可期。
可見光通信應(yīng)用領(lǐng)域廣泛
雖然可見光通信這一名詞我們是耳熟能詳了，但具體到它的應(yīng)用領(lǐng)域，卻未必都知曉。LEDinside小編獻丑為您解讀，其主要四大應(yīng)用領(lǐng)域有：1）照明與通信，信息可以在室內(nèi)環(huán)境下進行廣播，并同時滿足照明的需求；2）視覺信號與數(shù)據(jù)傳輸，信號燈主要通過顏色的變化來給人們提供信號，而將數(shù)據(jù)通信與信號燈相結(jié)合則可以為交通管理提供更好的安全可靠性；3）顯示與數(shù)據(jù)通信，LED顯示屏通常用于顯示信息，如果將相應(yīng)的信息和數(shù)據(jù)直接傳輸給用戶手持終端，將會提供很大便利，在火車站、機場等場所有著巨大的應(yīng)用前景；4）室內(nèi)定位，可見光通信可以將用戶的位置信息通過照明設(shè)施來進行傳遞，較傳統(tǒng)衛(wèi)星定位更為精準。
可見光通信之未來展望
新技術(shù)的開發(fā)和推廣并不總是一帆風順，LiFi雖然優(yōu)點多多，卻也會面臨諸多技術(shù)難題。比如：白天關(guān)燈了怎么上網(wǎng)？可見光無法穿透物體，如果燈光被阻擋，信號就將被切斷怎么辦？數(shù)據(jù)回傳難怎么解決？
這些問題實在令人頭疼，研究者們正費盡心思找尋解決途徑。復旦大學信息科學與工程學院教授遲楠表示，國際上已經(jīng)在研究一種新技術(shù)，在LED燈不發(fā)光等情況下，通過接通弱電流實現(xiàn)上網(wǎng)功能。而哈斯教授則講過，WiFi可以成為LiFi的補充技術(shù)，當燈光信號被阻擋的時候，可以無縫地切換至射頻通信系統(tǒng)。另外，遲楠教授表示，數(shù)據(jù)的雙向傳輸仍然是一大難題。燈光照射在電腦上容易，但在電腦或手機上安裝燈泡回傳數(shù)據(jù)卻非易事。
遲楠表示，可見光通信沒有專用芯片組，發(fā)射接收系統(tǒng)非常龐大，這些都需要完善。我們要客觀看待可見光通信技術(shù)。LED燈不是為通信而設(shè)計，所以LED燈珠帶寬很窄，約20MHz，而且有很強的非線性效應(yīng)。探測器也不是專為可見光波段設(shè)計，藍光不是最敏感頻段。所以在材料、器件、封裝、模塊等方面都需要做一系列研究。她介紹，目前在復旦實驗室里，從燈光通訊控制到芯片設(shè)計制造等一系列關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品，都是研究人員自己動手做。用于收發(fā)網(wǎng)絡(luò)信號的發(fā)射器和接收器，都有兩個筆記本電腦那么大，顯然無法普及。
所以，相關(guān)芯片的壓縮和產(chǎn)業(yè)化，是燈光上網(wǎng)走進尋常百姓家面臨的首要難題。遲楠表示，芯片壓縮的研發(fā)需要大筆資金，在人們已經(jīng)有了WiFi的前提下，究竟還會不會花大把的錢來研發(fā)LiFi所需的芯片就不得而知。但總體來說，LiFi無疑是下一代智慧城市的應(yīng)用。在下一代城市中，智能電網(wǎng)完備，智能電線連接到千家萬戶。再配上集約化芯片所做成的可見光通信發(fā)射和接收設(shè)備，LED燈光上網(wǎng)就可以普及。
編輯觀點：
技術(shù)革新的速度之快超出人們的想象，當人們還沉浸在“蹭免費WiFi”的小竊喜當中，LiFi的腳步已經(jīng)悄然靠近。
科技創(chuàng)新就是突破常規(guī)，讓“非分之想”成為現(xiàn)實。LED燈具與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，無疑是21世紀數(shù)字時代的發(fā)展潮流，為LED照明的推廣和網(wǎng)絡(luò)的進一步普及畫下濃墨重彩的一筆。不管LiFi目前的發(fā)展如何，難題幾許，人們總能找出方法推動它的前進。幾年或者十幾年后，未來的某一天，我們總會見證LED燈光上網(wǎng)處處開花！
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