可见光通信技术,对于许多人来说都只是“久闻其声”,没有过真实的体验。其国内外研发的现状如何?技术方面有了哪些突破?以及它的主要应用前景又在哪里?
LED作为新一代的环保光源,具有节能、环保、寿命长、体积小、无毒无害等优点,被称作为“绿色照明”。自2003年6月起,由科技部牵头成立了“国家半导体照明工程协调领导小组”,拉开了国内LED照明产业的序幕。此后,国家相继出台了“LED照明节能产业发展意见”等政策,开展“十城万盏”项目,推动国内LED照明的发展。目前,LED照明已在众多领域普及应用,LED照明的市场规模甚至每年可达上千亿,足见前景非常可观。
据元秀华教授介绍,LED照明集成可见光通信(Visible Light Communication VLC),是具有和LED照明同样的市场规模。并且,由于LED照明集成可见光通信,“绿色照明+绿色通信”,有着节能环保、无电磁辐射、抗电磁干扰等特点,应用范围更加宽广。
有调研机构对LED照明市场进行预测,从2009年到2012年,LED照明增加了3倍之多,到2016年,LED照明将占整个照明市场的30%以上,以后将更加快速增长。
对移动通信需求的增长率
“哪里有照明,哪里就有网络通信”。针对LED照明+VLC应用前景分析,元秀华教授指出,可见光通信是当前短距离通信技术的研究热点,随着半导体照明的普及,基于LED和光电探测器的VLC通信技术将在不久的将来得到广泛的应用。
同时,他也指出了VLC技术需求颇为迫切。在人口非常密集的地区,例如大城市的中央商务区,要为区域内大量用户提供良好的无线接入服务,即使是最新的蜂窝技术也面临巨大的流量压力。而VLC则可以在提高空间复用密度的同时降低小区间干扰,提供更高的流量密度。
在谈到VLC(可见光通信)与RF(射频)两者的局限与优势时,他表示,首先,可见光无法穿墙;其次,频谱不受管制,不产生EMI;第三,通信距离较短,多径传播效应;最后,室外受太阳光影响,气候、环境。从而得出结论:VLC和RF应互为补充技术,而不是其替代技术。
VLC的应用前景
那么,VLC的应用前景又是怎样?元秀华教授认为,无处不在的LED照明为VLC的应用提供了肥沃的土壤。其应用领域具体包括有,高速Li-Fi,室内定位,通信安全,汽车通信,特殊地点……
据元教授讲解,Li-Fi与IEEE802.11定义的Wi-Fi在功能上是一致的,未来Li-Fi共同在异构网络(Hetnets)中作为接入点(AP),为用户提供Internet高速接入。其中,Li-Fi能提升流量密度。Wi-Fi则能增加覆盖范围。
据悉,LED照明集成VLC涉及到的相关技术包括有:光学、光电子学、大气光传播理论、通信理论与技术、光机电一体化、精密机械。对其市场及产业化前景分析,预期可带动的相关产业就有半导体照明、光电子器件(电子器件、光电探测器、各类光无源器件等)、光网络技术行业、光机电技术行业、光学机密机械制造与加工等。