如今,LED燈泡已不僅僅局限于照明本身,而是如夢幻一般被賦予了更多功能,可以實現(xiàn)更多的創(chuàng)新應(yīng)用。隨著LED產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,基于LED照明設(shè)備的一系列智能照明應(yīng)用被越來越多的挖掘出來,LED燈泡也隨之變得更加的智慧和神奇。而可見光通信的出現(xiàn),更使其加入信息使者的行列。

　　正在此刻,LED遇見可見光通信,正待開啟LED下一個“奇幻”之旅!

　　“當前,基于可見光通信技術(shù)下開發(fā)的LED燈泡已經(jīng)成長為具有照明、通信、跨界應(yīng)用等多重意義及用途的智能照明設(shè)備,且迎來了發(fā)展的大好時機。”有業(yè)內(nèi)人士如此指出。

　　4月中旬,2014年諾貝爾物理學(xué)獎得主中村修二在訪臺期間也預(yù)言,“LED產(chǎn)業(yè)的下個殺手級應(yīng)用是可見光通信(LiFi)。”他認為,未來家里的燈光將可以承載通信訊號成為最后一里路的信息傳輸設(shè)備,人們甚至可以在路燈下下載電影和音樂。

　　究竟什么是可見光通信技術(shù)(VLC,又稱“LiFi”,以下簡稱“LiFi”)?該技術(shù)具有哪些優(yōu)勢?當前技術(shù)進展及產(chǎn)業(yè)化趨勢如何?未來應(yīng)用前景與“錢景”怎樣等都成為業(yè)界普遍關(guān)注的重點問題。LED此刻遇見可見光通信,又將書寫怎樣的傳奇!

　　聽見:LiFi來了

　　LiFi(LightFidelity),全稱為“可見光無線通信”,又稱“光保真技術(shù)”,是一種利用可見光波譜(如燈泡發(fā)出的光)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜�新無線傳輸技術(shù),由英國愛丁堡大學(xué)電子通信學(xué)院移動通信系主席、德國物理學(xué)家HaraldHass(哈拉爾德·哈斯)教授發(fā)明。

　　LiFi是運用已鋪設(shè)好的設(shè)備(無處不在的LED燈),通過在燈泡上植入一個微小的芯片形成類似于AP(WiFi熱點)的設(shè)備,使終端隨時能接入網(wǎng)絡(luò)。“該技術(shù)通過改變房間照明光線的閃爍頻率進行數(shù)據(jù)傳輸,只要在室內(nèi)開啟電燈,無需WiFi也便可接入互聯(lián)網(wǎng)。”LiFi發(fā)明人HaraldHass教授在第十一屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇上首次介紹LiFi技術(shù)時表示。

　　“LiFi是用可見光來實現(xiàn)無線通信,即利用電信號控制發(fā)光二極管(LED)發(fā)出的肉眼看不到的高速閃爍信號來傳輸信息。”2015中國(上海)國際半導(dǎo)體照明應(yīng)用技術(shù)論壇“LED白光通訊的應(yīng)用突破口”主題分會上,上海航天技術(shù)研究院第804研究所的袁衛(wèi)文博士如此解釋了LiFi的概念。

　　“光可以作為一個服務(wù)提供給客戶,更可以實現(xiàn)很多的可能性。而目前我們的目標就是實現(xiàn)雙重傳輸功能。”在HaraldHaas看來,一個燈泡并不只是光支出單位,它更應(yīng)該是具備無線上網(wǎng)收發(fā)的設(shè)備,可以作為無線熱點一樣成為未來的通信設(shè)備,LiFi不僅是無線通信技術(shù)的變革,還能成為物聯(lián)網(wǎng)崛起的助推劑,成為未來互聯(lián)網(wǎng)的又一傳輸形式。

　　比如街上的路燈就可以實現(xiàn)一個超大的智能環(huán)境,每一個街燈都可以成為光電發(fā)出的云頭,不需要再去建設(shè)其他的電波發(fā)電站,只需要將燈泡、燈柱設(shè)立起來,就能夠幫助光電傳輸。

　　在HaraldHass教授和愛丁堡大學(xué)學(xué)生的共同努力下,終于實現(xiàn)了以“可見光通信”方式來打破數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)介質(zhì),利用LED迅速閃爍來進行二進制之間的無線數(shù)據(jù)傳輸,從而讓改變未來的無線傳輸成為了可能。

　　看見:LiFi優(yōu)勢明顯,應(yīng)用前景可期

　　與現(xiàn)有WiFi相比,LiFi的優(yōu)勢有哪些?“由于光線無法穿過墻壁,LiFi技術(shù)可能比傳統(tǒng)的WiFi連接方式更為安全,而且LED燈泡普及率非常高,因此LiFi技術(shù)有望比現(xiàn)有的無線電通訊系統(tǒng)更便宜、更節(jié)能。”HaraldHaas表示。

　　“未來的可見光通信既安全又經(jīng)濟。”一位業(yè)內(nèi)專家也同樣認為。究其原因,這位專家從五個方面進行了分析:

　　一是,光源易得。LiFi與光纖通擁有相同的優(yōu)點,如高帶寬、高速率等。但不同的是,LiFi是使光傳播在人們周圍的環(huán)境中,自然光能到達的地方就會有LiFi的信號。隨著白熾燈、熒光燈逐漸退出市場并被LED取代,未來任何有光的地方都可以成為潛在的LiFi數(shù)據(jù)傳輸源。

　　二是,應(yīng)用范圍更廣。LiFi在任何對無線電敏感的場合都可以使用,如飛機上、手術(shù)室里等。

　　三是,傳輸速度快。光頻譜的寬度可達到射頻頻譜的1萬倍,這意味著可見光通信能帶來更高的帶寬,LiFi能帶來高達1Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速度。

　　四是,LiFi不需要再新建任何基礎(chǔ)設(shè)施,而傳統(tǒng)射頻信號的發(fā)射需要能量密集的設(shè)備。光頻譜未得到利用和監(jiān)管可進行高速通信。

　　五是,技術(shù)安全性極高。由于可見光只能沿直線傳播,因此,只有處在光線傳播直線上的人,才有可能截獲信息。

　　中村修二在對比LiFi和WiFi時也表示,現(xiàn)有的通訊方式主要是以光纖有線通訊搭配微波無線通訊(如WiFi)為主,但WiFi則有著為人詬病的兩大缺點,即易遭攔截和微波有害人體。而以LED光線做為傳輸訊號的載具就沒有這些問題,只要訊號一遭攔截,光就被遮斷,肉眼立刻能夠察覺,安全性更高。另外,LED光線沒有微波,不傷害人體,也不會干擾儀器,目前在醫(yī)院、飛機機艙等條件限制較高的場所均已使用。

　　復(fù)旦大學(xué)教授遲楠則認為,高速通信是LiFi技術(shù)的最大優(yōu)勢,相對于WiFi和4G網(wǎng)絡(luò),具備更加安全、無電磁污染和頻譜無需授權(quán)的優(yōu)勢。LiFi不僅能夠完成定位和高速傳輸,在音頻系統(tǒng)方面也有很大的用途。

　　“LiFi具備頻譜不需申請、可利用照明光源產(chǎn)生信號、無電磁輻射、保密性好的特點,主要應(yīng)用在LiFi熱點覆蓋、室內(nèi)定位導(dǎo)航、智能交通、保密通信、深空通信等方面。”袁衛(wèi)文也表示。

　　夢見:LiFi或?qū)⒊蔀長ED下一個“爆炸式”應(yīng)用

　　有人說,LiFi的出現(xiàn)是通信領(lǐng)域的變革,使拓展下一代寬帶通信的頻譜,搶占空白頻譜,有效利用資源,加深與照明、顯示產(chǎn)業(yè)的聯(lián)系,增加通訊優(yōu)勢等都成為可能。

　　的確,隨著技術(shù)的發(fā)展,LiFi不僅在移動通訊領(lǐng)域大有作為,還會在物聯(lián)網(wǎng)、健康衛(wèi)生等領(lǐng)域擁有一系列的應(yīng)用方案。

　　中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究室主任、研究員張濤表示,未來LiFi應(yīng)用前景廣泛。首先,LiFi它可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合,“大數(shù)據(jù)”時代的來臨使通信“帶寬”遭受到前所未有的壓力,而比無線頻譜帶寬高1萬倍的可見光通信正好可以帶來更高的帶寬。其次,LiFi可照亮通信死角,實現(xiàn)在飛機上打電話、上網(wǎng),在醫(yī)院儀器設(shè)備區(qū)或礦井中使用手機,在隧道、地鐵里暢順通話等。第三,LiFi可拓展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè),使智能家居系統(tǒng);博物館展品講解系統(tǒng);室內(nèi)定位系統(tǒng);可穿戴設(shè)備、顯示屏對手機發(fā)送信息、廣告推送、移動支付等方面發(fā)生一系列的變革。

　　“目前,互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)和智能手機已經(jīng)改變了人們的生活,而可見光通信的出現(xiàn)再一次放大了互聯(lián)網(wǎng)對人們生活的影響。”張濤進一步指出。

　　遲楠表示,可見光通信越來越多的出現(xiàn)在人們生活之中,有數(shù)據(jù)預(yù)測,到2018年,半導(dǎo)體照明普及率將會達到80%,與此同時,可見光通信的發(fā)展將會隨之更加迅速。“可以說,隨著光通信普及進程的推進,可見光通信技術(shù)將站在LED這個巨人的肩膀上。”

　　“有數(shù)據(jù)預(yù)測,到2018年,LiFi的應(yīng)用將達到市場高潮,預(yù)計產(chǎn)業(yè)總體市值將達到61,380億美元。”HaraldHaas引用相關(guān)數(shù)據(jù)來表明LiFi巨大的市場潛力。“這是一個很大的市場機會,你可以看到這個市場的增速。我們在英國的研發(fā)中心投入了800萬歐元用于這項技術(shù)的研發(fā)。”他由衷的表示。

　　自身的優(yōu)勢讓LiFi前景可期,同時也讓LED的應(yīng)用思路進一步拓寬。由此,中村修二才給出了“LED下個殺手級應(yīng)用是LiFi”的預(yù)言。

　　“隨著LED技術(shù)的日臻成熟,在性能優(yōu)異的LED燈具的基礎(chǔ)上加載更多的功能,會帶來更多的應(yīng)用可能,而可見光作為其中最為基礎(chǔ)的應(yīng)用,應(yīng)用范圍十分廣泛,前景也更加誘人。”一位LED企業(yè)老總也如此表示。

　　實際上,可見光通信的研究在國外已經(jīng)有十多年的歷史。

　　遲楠表示,目前,可見光通信已成為美國、日本和歐洲等國家在國際通信研究領(lǐng)域的必爭之地,我國863計劃于2011年部署可見光通信技術(shù)研究后,經(jīng)過多年科技攻關(guān),已在調(diào)制帶寬拓展、實時傳輸速率、融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等方面取得了一批重要研究成果。

　　即便如此,也有人士指出,目前,可見光通信的應(yīng)用仍處在發(fā)展階段,市場除了一些專門的訂貨之外,大部分還依舊停留在實驗室階段,同時仍面臨一些亟待解決的問題,尤其在通信方面還存在一些技術(shù)弊端,如可見光無法穿透物體,若接收器被阻擋信號將被切斷;手機使用可見光來通信的問題還未解決等。

　　對此,業(yè)界也積極群策群力,為未來LED在LiFi方面的廣泛應(yīng)用,更為中國在可見光通信領(lǐng)域的搶占競爭優(yōu)勢共同獻計獻策。

　　袁衛(wèi)文認為,適用于可見光通信的LED器件通過適當?shù)恼{(diào)整材料和芯片的結(jié)構(gòu),優(yōu)化器件工藝參數(shù),引入表面等離激元等新的輻射復(fù)合機制等方式能夠有效的提高LED器件調(diào)制帶寬,進一步拓展可見光通信系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

　　華策光通信科技有限公司COO唐海軍也認為,通過LED可見光通信定位技術(shù)可將室內(nèi)定位準確性達到1米以內(nèi),并且只需在燈具中安裝一個可見光通信技術(shù)(u-beacon)的定位模塊,那么每一盞LED燈具都變成具有獨立ID的GPS小衛(wèi)星,通過智能手機照相機的接收解碼即可實現(xiàn)準確定位,這將成為開啟室內(nèi)定位市場的點金石。

　　巨大的市場前景和“錢景”,讓一些企業(yè)紛紛投入LiFi的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用普及中,如華策光通信就首次提出了“光網(wǎng)”的概念。

　　唐海軍表示,以后每一盞擁有獨特ID的燈具作為信息的入口,可以組建成“光網(wǎng)”,由不同燈具廠家經(jīng)營不同號段,開放位置、數(shù)據(jù)等接口,提供運營,解決方案等增值服務(wù),從而獲得持續(xù)收益。如果充分挖掘可見光通信室內(nèi)定位這座“金礦”價值,“光網(wǎng)”可能將成為繼移動、聯(lián)通、電信三大運營商之后的第四大運營商。

　　可以看出,雖然LiFi目前仍然存在應(yīng)用的瓶頸期,但業(yè)內(nèi)人士仍堅信,隨著技術(shù)的成熟,LiFi技術(shù)提供的解決方案將會在全球創(chuàng)造一個全新的信息市場,在人類生活中發(fā)揮重要作用,改變著人類的生活方式。

　　未來,只要有光的地方就會有訊號,就會有LiFi的存在。試想,打開臺燈下載影音;站在路燈下上網(wǎng)查地圖;在超市的貨架旁透過光線來接收產(chǎn)品訊息;在海底探勘時,只要燈光照就能傳輸訊號……

　　正如HaraldHaas所言,“這不僅僅是一個行業(yè),未來還有各種各樣的機會,能夠創(chuàng)造一些新生產(chǎn)業(yè)。我們看到了現(xiàn)在LiFi的通訊需求,我們能夠重新定義LED照明,賦予LED照明更多的內(nèi)涵和功能,這是我們正在經(jīng)歷的變革,讓我們共同期待LED的下一個‘爆炸式’應(yīng)用--LiFi的到來。”