【中國半導體照明網專稿】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，可以實現更多的創新應用。隨著LED產業的迅猛發展，基于LED照明設備的一系列智能照明應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，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下開發的LED燈泡已經成長為具有照明、通信、跨界應用等多重意義及用途的智能照明設備，且迎來了發展的大好時機。”有業內人士如此指出。
4月中旬，2014年諾貝爾物理學獎得主中村修二在訪臺期間也預言，“LED產業的下個殺手級應用是可見光通信(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(VLC，又稱“LiFi”,以下簡稱“LiFi”)?該技術具有哪些優勢?當前技術進展及產業化趨勢如何?未來應用前景與“錢景”怎樣等都成為業界普遍關注的重點問題。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(Light Fidelity)，全稱為“可見光無線通信”，又稱“光保真技術”，是一種利用可見光波譜(如燈泡發出的光)進行數據傳輸的全新無線傳輸技術，由英國愛丁堡大學電子通信學院移動通信系主席、德國物理學家Harald Hass(哈拉爾德·哈斯)教授發明。
LiFi是運用已鋪設好的設備(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)的設備，使終端隨時能接入網絡。“該技術通過改變房間照明光線的閃爍頻率進行數據傳輸，只要在室內開啟電燈，無需WiFi也便可接入互聯網。” LiFi發明人Harald Hass教授在第十一屆中國國際半導體照明論壇上首次介紹LiFi技術時表示。
“LiFi是用可見光來實現無線通信，即利用電信號控制發光二極管(LED)發出的肉眼看不到的高速閃爍信號來傳輸信息。” 2015中國(上海)國際半導體照明應用技術論壇 “LED白光通訊的應用突破口”主題分會上，上海航天技術研究院第804研究所的袁衛文博士如此解釋了LiFi的概念。
“光可以作為一個服務提供給客戶，更可以實現很多的可能性。而目前我們的目標就是實現雙重傳輸功能。”在Harald Haas看來，一個燈泡并不只是光支出單位，它更應該是具備無線上網收發的設備，可以作為無線熱點一樣成為未來的通信設備，LiFi不僅是無線通信技術的變革，還能成為物聯網崛起的助推劑，成為未來互聯網的又一傳輸形式。
比如街上的路燈就可以實現一個超大的智能環境，每一個街燈都可以成為光電發出的云頭，不需要再去建設其他的電波發電站，只需要將燈泡、燈柱設立起來，就能夠幫助光電傳輸。
在Harald Hass教授和愛丁堡大學學生的共同努力下，終于實現了以“可見光通信”方式來打破數據傳輸的傳統介質，利用LED迅速閃爍來進行二進制之間的無線數據傳輸，從而讓改變未來的無線傳輸成為了可能。
[pagebreak]看見：LiFi優勢明顯，應用前景可期
與現有WiFi相比，LiFi的優勢有哪些?“由于光線無法穿過墻壁，LiFi技術可能比傳統的WiFi連接方式更為安全，而且LED燈泡普及率非常高，因此LiFi技術有望比現有的無線電通訊系統更便宜、更節能。”Harald Haas表示。
“未來的可見光通信既安全又經濟。”一位業內專家也同樣認為。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數據傳輸源。
二是，應用范圍更廣。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的數據傳輸速度。
四是，LiFi不需要再新建任何基礎設施，而傳統射頻信號的發射需要能量密集的設備。光頻譜未得到利用和監管可進行高速通信。
五是，技術安全性極高。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，目前在醫院、飛機機艙等條件限制較高的場所均已使用。
復旦大學教授遲楠則認為，高速通信是LiFi技術的最大優勢，相對于WiFi和4G網絡，具備更加安全、無電磁污染和頻譜無需授權的優勢。LiFi不僅能夠完成定位和高速傳輸，在音頻系統方面也有很大的用途。
“LiFi具備頻譜不需申請、可利用照明光源產生信號、無電磁輻射、保密性好的特點，主要應用在LiFi熱點覆蓋、室內定位導航、智能交通、保密通信、深空通信等方面。”袁衛文也表示。
[pagebreak]夢見：LiFi或將成為LED下一個“爆炸式”應用
有人說，LiFi的出現是通信領域的變革，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、顯示產業的聯系，增加通訊優勢等都成為可能。
的確，隨著技術的發展，LiFi不僅在移動通訊領域大有作為，還會在物聯網、健康衛生等領域擁有一系列的應用方案。
中國科學院上海技術物理研究所研究室主任、研究員張濤表示，未來LiFi應用前景廣泛。首先，LiFi它可以實現數據融合，“大數據”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，實現在飛機上打電話、上網，在醫院儀器設備區或礦井中使用手機，在隧道、地鐵里暢順通話等。第三，LiFi可拓展物聯網產業，使智能家居系統;博物館展品講解系統;室內定位系統;可穿戴設備、顯示屏對手機發送信息、廣告推送、移動支付等方面發生一系列的變革。
“目前，互聯網大數據和智能手機已經改變了人們的生活，而可見光通信的出現再一次放大了互聯網對人們生活的影響。”張濤進一步指出。
遲楠表示，可見光通信越來越多的出現在人們生活之中，有數據預測，到2018年，半導體照明普及率將會達到80%，與此同時，可見光通信的發展將會隨之更加迅速。“可以說，隨著光通信普及進程的推進，可見光通信技術將站在LED這個巨人的肩膀上。”
“有數據預測，到2018年，LiFi的應用將達到市場高潮，預計產業總體市值將達到61,380億美元。”Harald Haas引用相關數據來表明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。我們在英國的研發中心投入了800萬歐元用于這項技術的研發。” 他由衷的表示。
自身的優勢讓LiFi前景可期，同時也讓LED的應用思路進一步拓寬。由此，中村修二才給出了“LED下個殺手級應用是LiFi”的預言。
“隨著LED技術的日臻成熟，在性能優異的LED燈具的基礎上加載更多的功能，會帶來更多的應用可能，而可見光作為其中最為基礎的應用，應用范圍十分廣泛，前景也更加誘人。”一位LED企業老總也如此表示。
實際上，可見光通信的研究在國外已經有十多年的歷史。
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域的必爭之地，我國863計劃于2011年部署可見光通信技術研究后，經過多年科技攻關，已在調制帶寬拓展、實時傳輸速率、融合網絡架構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，可見光通信的應用仍處在發展階段，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，業界也積極群策群力，為未來LED在LiFi方面的廣泛應用，更為中國在可見光通信領域的搶占競爭優勢共同獻計獻策。
袁衛文認為，適用于可見光通信的LED器件通過適當的調整材料和芯片的結構，優化器件工藝參數，引入表面等離激元等新的輻射復合機制等方式能夠有效的提高LED器件調制帶寬，進一步拓展可見光通信系統的應用范圍。
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可將室內定位準確性達到1米以內，并且只需在燈具中安裝一個可見光通信技術(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小衛星，通過智能手機照相機的接收解碼即可實現準確定位，這將成為開啟室內定位市場的點金石。
巨大的市場前景和“錢景”，讓一些企業紛紛投入LiFi的技術研發與應用普及中，如華策光通信就首次提出了“光網”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”，由不同燈具廠家經營不同號段，開放位置、數據等接口，提供運營，解決方案等增值服務，從而獲得持續收益。如果充分挖掘可見光通信室內定位這座“金礦”價值，“光網”可能將成為繼移動、聯通、電信三大運營商之后的第四大運營商。
可以看出，雖然LiFi目前仍然存在應用的瓶頸期，但業內人士仍堅信，隨著技術的成熟，LiFi技術提供的解決方案將會在全球創造一個全新的信息市場，在人類生活中發揮重要作用，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;站在路燈下上網查地圖;在超市的貨架旁透過光線來接收產品訊息;在海底探勘時，只要燈光照就能傳輸訊號……
正如Harald Haas所言，“這不僅僅是一個行業，未來還有各種各樣的機會，能夠創造一些新生產業。我們看到了現在LiFi的通訊需求，我們能夠重新定義LED照明，賦予LED照明更多的內涵和功能，這是我們正在經歷的變革，讓我們共同期待LED的下一個‘爆炸式’應用--LiFi的到來。”
