可見(jiàn)光通信研究早已開(kāi)啟
LEDinside小編了解到，可見(jiàn)光通信這一概念并非2013年才有。實(shí)際上，早在2000年，日本慶應大學(xué)的Tanaka等人和SONY計算機科學(xué)研究所的Haruyama就提出了利用LED燈作為通信基站進(jìn)行信息無(wú)線(xiàn)傳輸的室內通信系統。2002年，Tanaka和Komine等人對LED可見(jiàn)光通信系統展開(kāi)了具體分析，并于同年正式提出了一套結合電力線(xiàn)載波通信和LED可見(jiàn)光通信的數據傳輸系統。時(shí)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(yáng)誘電公司向全世界首次現場(chǎng)展出了白光LED的通信系統，當時(shí)，它的最大傳輸距離僅20cm。雖然這個(gè)距離相當短，但在當時(shí)，那確實(shí)是獨一無(wú)二的創(chuàng )新技術(shù)！
鏡頭切換到國內可見(jiàn)光通信研究。2006年，北京大學(xué)首次提出了基于廣角鏡頭的超寬視角可見(jiàn)光信號接收方案，并進(jìn)行了一系列的理論和實(shí)驗工作。2008年，繼日企首次公開(kāi)展示白光LED通信系統之后，暨南大學(xué)教授陳長(cháng)纓研制出國內首臺白光LED可見(jiàn)光通信樣機，傳輸距離大于2.5米。但直到2013年，“復旦大學(xué)實(shí)現LED燈光上網(wǎng)”的消息瘋傳網(wǎng)絡(luò )，LED可見(jiàn)光通信才真正地呈現在國內民眾面前。
繼日本、中國之后，歐洲國家也陸續展示可見(jiàn)光通信研究。2009年，牛津大學(xué)的Brien等人利用均衡技術(shù)實(shí)現了100Mbit/s的通信速率；次年，他們展出了室內可見(jiàn)光通信演示系統，利用16個(gè)白光LED通信，完成了4路高清視頻實(shí)時(shí)廣播。到2010年，德國FraunhoferHenrichHertzInstitute實(shí)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(shí)可見(jiàn)光通信速率的世界紀錄。當時(shí)的可見(jiàn)光通信還不叫LiFi，而是VLC（VisibleLightCommunication）。直到2011年，愛(ài)丁堡大學(xué)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到電腦上，并將可見(jiàn)光通信命名為L(cháng)iFi（LightFidelity）。2013年10月，來(lái)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(jiàn)光通信技術(shù)正在商業(yè)化
LED可見(jiàn)光通信并非實(shí)驗室里的“寵物”，它已經(jīng)逐漸實(shí)現了商業(yè)化。2013年10月，哈斯教授創(chuàng )立的PureLiFi（原名為PureVLC）公司向美國一家醫療機構售出第一套LiFi設備，價(jià)值5000歐元（人民幣約4.1萬(wàn)元）。這場(chǎng)交易標志著(zhù)LiFi的實(shí)用商業(yè)價(jià)值正式被認可。
國內，2013年11月，勤上光電與清華大學(xué)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(shí)現市場(chǎng)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(shí)現光通信技術(shù)的手機設備。技術(shù)和工作人員將智能手機的前置攝像頭改裝成光線(xiàn)感應器，讓觀(guān)眾親眼見(jiàn)證LiFi光通信技術(shù)，傳輸速率約為10Mpbs。該公司表示，明年將會(huì )實(shí)現可見(jiàn)光通信產(chǎn)業(yè)化。
順應可見(jiàn)光通信的快速發(fā)展，國內各種投資、推廣也一應展開(kāi)。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(jiàn)光技術(shù)推廣應用試點(diǎn)城市；同月，江寧開(kāi)發(fā)區中國無(wú)線(xiàn)谷的移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗室專(zhuān)家表示，可見(jiàn)光通信技術(shù)應用設備明年有望在江寧開(kāi)發(fā)區產(chǎn)業(yè)化。廠(chǎng)商的大手筆投資、政府的大力扶持都昭示著(zhù)可見(jiàn)光通信前景可期。
可見(jiàn)光通信應用領(lǐng)域廣泛
雖然可見(jiàn)光通信這一名詞我們是耳熟能詳了，但具體到它的應用領(lǐng)域，卻未必都知曉。LEDinside小編獻丑為您解讀，其主要四大應用領(lǐng)域有：1）照明與通信，信息可以在室內環(huán)境下進(jìn)行廣播，并同時(shí)滿(mǎn)足照明的需求；2）視覺(jué)信號與數據傳輸，信號燈主要通過(guò)顏色的變化來(lái)給人們提供信號，而將數據通信與信號燈相結合則可以為交通管理提供更好的安全可靠性；3）顯示與數據通信，LED顯示屏通常用于顯示信息，如果將相應的信息和數據直接傳輸給用戶(hù)手持終端，將會(huì )提供很大便利，在火車(chē)站、機場(chǎng)等場(chǎng)所有著(zhù)巨大的應用前景；4）室內定位，可見(jiàn)光通信可以將用戶(hù)的位置信息通過(guò)照明設施來(lái)進(jìn)行傳遞，較傳統衛星定位更為精準。
可見(jiàn)光通信之未來(lái)展望
新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和推廣并不總是一帆風(fēng)順，LiFi雖然優(yōu)點(diǎn)多多，卻也會(huì )面臨諸多技術(shù)難題。比如：白天關(guān)燈了怎么上網(wǎng)？可見(jiàn)光無(wú)法穿透物體，如果燈光被阻擋，信號就將被切斷怎么辦？數據回傳難怎么解決？
這些問(wèn)題實(shí)在令人頭疼，研究者們正費盡心思找尋解決途徑。復旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)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(guò)接通弱電流實(shí)現上網(wǎng)功能。而哈斯教授則講過(guò)，WiFi可以成為L(cháng)iFi的補充技術(shù)，當燈光信號被阻擋的時(shí)候，可以無(wú)縫地切換至射頻通信系統。另外，遲楠教授表示，數據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據卻非易事。
遲楠表示，可見(jiàn)光通信沒(méi)有專(zhuān)用芯片組，發(fā)射接收系統非常龐大，這些都需要完善。我們要客觀(guān)看待可見(jiàn)光通信技術(shù)。LED燈不是為通信而設計，所以L(fǎng)ED燈珠帶寬很窄，約20MHz，而且有很強的非線(xiàn)性效應。探測器也不是專(zhuān)為可見(jiàn)光波段設計，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(shí)驗室里，從燈光通訊控制到芯片設計制造等一系列關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品，都是研究人員自己動(dòng)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(gè)筆記本電腦那么大，顯然無(wú)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(jìn)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(huì )不會(huì )花大把的錢(qián)來(lái)研發(fā)LiFi所需的芯片就不得而知。但總體來(lái)說(shuō)，LiFi無(wú)疑是下一代智慧城市的應用。在下一代城市中，智能電網(wǎng)完備，智能電線(xiàn)連接到千家萬(wàn)戶(hù)。再配上集約化芯片所做成的可見(jiàn)光通信發(fā)射和接收設備，LED燈光上網(wǎng)就可以普及。
編輯觀(guān)點(diǎn)：
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，讓“非分之想”成為現實(shí)。LED燈具與網(wǎng)絡(luò )的結合，無(wú)疑是21世紀數字時(shí)代的發(fā)展潮流，為L(cháng)ED照明的推廣和網(wǎng)絡(luò )的進(jìn)一步普及畫(huà)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(dòng)它的前進(jìn)。幾年或者十幾年后，未來(lái)的某一天，我們總會(huì )見(jiàn)證LED燈光上網(wǎng)處處開(kāi)花！
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