去年曾有相關報道指，中國“可見光通信系統關鍵技術研究”獲得了工業和信息化部測試認證的重大突破，這一次實時通信速率提高至50Gbps(比特每秒)，相當于0.2秒就下載一部高清電影。作為典型的軍民兩用技術，可見光通信的應用前景是廣闊的，依據《2014歐洲可見光通信組織市場調查報告》的樂觀預測，其產業增長率可達84.9%，2018年產值約178億美元，2022年年產值可達約2千億美元。

 

　　據了解，由廣東省半導體光源產業協會承擔的《廣東省可見光通信及標準光組件產業技術路線圖(2015-2019)編制》得到廣東省科技廳的高度重視。為了指引日后廣東省可見光通信產業技術路線圖編制工作的思路和方向，同時積極推動廣東省可見光通信技術和產業的發展。1月16日，廣東省可見光通信產業技術路線圖編制專家研討會在廣州舉行。當天的研討會上，解放軍信息工程大學可見光通信實驗室常務副主任、教授張劍詳細講述了可見光通信應用現狀及其產業化前景。

 

　　國外應用轉化概況

 

　　據張劍教授介紹，自1990年的10年間，日本在室內定位、室外空間通信、車聯網等應用轉化領域已相對活躍。2010年起，東亞、歐洲、美國等陸續進行應用示范與局部應用轉化；2008年，歐盟設置家庭吉比特接入計劃（OMEGA），構建家庭區域寬帶通信網，集成VLC技術，實現通信速率Gbps。同年，美國國家科學基金會（NSF），建立可見光通信研究中心，計劃10年時間內開發LED無線通信智能照明架構。

 

　　據悉，日本研發的燈塔可見光通信系統，通信速率達1022bps，通信距離2公里。目前正在研發用于緊急快速部署的低空可見光氣球衛星。在2013年，日本LAMPSERVE LED街燈投入實際測試，通信速度達到100Mbps，距離約200米。2014年，日本TAKAYA研發汽車間可見光通信系統，速率達到10Mbps，發射端為LED陣列，接收端為圖像傳感器。同年的5月，日本東洋電機研發水下可見光高速通信裝置，峰值50Mbps。

 

　　此外，英國pure LiFi用于醫療機構的Li-Fi設備，目前已實現量產并交付買房使用。法國Oledcomm可見光通信系統也已投入商業運行階段，能夠為家庭、商業場所提供可見光通信技術。時至2015年的4月份，美國零售巨頭Target在其店面安裝VLC定位導航系統。5月，法國最大的零售商家樂福利用飛利浦公司VLC-LED燈具，在里爾大型賣場啟用室內可見光導航系統。10月，日本舉辦“日本可見光通信國際會議暨展覽會”，松下公司推出來“光ID服務解決方案”，富士通開發的“連接實物與信息的LED照明技術”，以及現實增強等。11月，愛沙尼亞Velmenni公司在塔林演示了一種Li-Fi原型燈泡，其數據傳輸速度可以達到1Gbps；在實驗室條件下，記錄的Li-Fi燈泡的數據傳輸速率達到224Gbps。
 

　　國內應用轉化近況

 

　　反觀國內概況，則是從暨南大學陳長纓教授研發首套可見光通信系統起步，應用轉化主要集中在近3年，以中國可見光通信聯盟成員單位為主體。2013年11月，深圳光啟推出的光子支付系統亮相中國國際高新技術成果交易會。次年6月，深圳光啟與平安集團簽署戰略合作協議，推動光子支付解決方案。另外，深圳光啟還推出光子門禁系統與光子覆蓋系統。

 

　　除了深圳光啟取得的研究成果，2014年6月，華策光通信也完成了LED白光室內定位系統（U-beacon），APP（易逛）已在江蘇常州等地開展試運營及內測。以及北京全電智領公司推出了基于可見光位置標簽的博物館展品講解方面的產品，2015年完成北京正陽門博物館試運行。目前正在推出室內霧霾檢測臺燈等產品。

 

　　據張劍教授介紹，信息工程大學已形成由鄔江興院士、于宏毅教授率領下的一支可見光通信研發團隊，在國家863計劃項目以及鄭州市重大專項的支持下，面向基礎研究與應用轉化開展多項工作。在基礎研究方面，重點開展了超高速無線光互聯試驗系統、室外拓展距離無線通信試驗系統的研發，在應用轉化方面，先后完成礦下可見光通信與定位、可見光隱式廣告、可見光精確定位等9套示范系統，其中2套在煤礦巷道進行了實地示范。

 

　　1、室內高速接入網絡

 

　　據悉，在完成可見光點播電視/可見光信息臺燈/可見光家庭基站3套演示系統的基礎上，2015年7月該校完成基于電力線通信（PLC）芯片的高速室內接入演示驗證系統；同時在針對WiFi網絡在高速高密度公共場所體驗不佳的問題，實驗室研發出可見光伴侶設備產品，應用層峰值速率40Mbps，并擬于本月在該校的學習資源中心進行布設。通過這些初步的工作，測試可見光通信能否進入室內應用。

 

　　張劍教授表示，鄭州市擬通過政府引導，在金水區開展規模化應用示范工作。2015年7月，實驗室研發的“可見光超高速無線通信試驗系統”實現50Gbps傳輸速率，將現有國際最高速率提升5倍；10月通過工信部電信研究院第三方測試。另外，其它典型指標包括單通道調制帶寬（420MHz），陣列規模（128通道），陣列間距（2.8cm）。
 

　　2、室外拓展距離無線傳輸

 

　　此外，針對車聯網等應用需求，搭建室外可見光通信試驗驗證系統，傳輸距離≥1000米，傳輸速率≥1Mbps。

 

　　在煤礦井下綜合信息網絡方面，主要做了兩期工作。基于可見光通信在礦下敏感區域安全可靠、定位精度高、成本低廉等優點，實現基于可見光通信的礦下綜合信息系統業務。

 

　　據悉，2014年10月，實驗室在平頂山平煤神馬集團一礦實訓基地，完成了基于可見光通信的煤礦井下綜合信息示范系統的搭建與功能驗證。該系統具有井下人員定位跟蹤、井下無線報警、地面廣告報警等功能，信息礦帽的可見光通信速率2Mbps，定位精度達米級。

 

　　實驗室研發小型化低功耗接入卡設備，并于2015年6月在平煤集團煤礦巷道中安裝測試成功，實現網頁訪問、煤礦井下用戶導航定位、高速視頻播放等功能。其中接收卡尺寸為3.5cmX5.5cmX2.5cm，UWB供電方式，速率10Mbps。

 

　　4、可見光高精度定位系統

 

　　在可見光高精度定位系統方面，實驗室研發的“可見光高精度成像定位系統”，基于光源陣列測量，定位精度達到厘米級，基于VLC實現信標節點坐標系標定。擬于今年在該校的學習資源中心布設定位導航示范系統。室內定位導航通過路徑規劃可以解決，基于位置的信息服務與高精度定位是核心。

 

　　5、新型隱式廣告系統

 

　　此外，實驗室開發的“可見光隱式成像系統”，面向廣告推送/信息檢索等需求，已實現手機終端1Kbps的的隱式信息傳輸。并擬于今年6月在典型公共場所大型電子宣傳屏中試應用。

 

　　可見光通信核心價值的近，遠期效應

 

　　張劍教授在談到可見光通信的核心價值時強調，可見光通信不能僅僅視為一種無線通信技術，而是激活了帶寬達到300THz的可見光譜資源，是破解傳統無線電頻譜資源嚴重匱乏困局的基本途徑。他指出，核心價值的近期效應，在于現階段在電磁嚴苛區域（無線電通信不能做/做不好的區域），典型場景包括水下/機艙/艦船/醫院/礦井/坑道/室外等。

 

　　遠期效應方面，由于現階段在非電磁嚴苛區域（無線電通信做得好的區域）尚不具備核心價值，只有當高速高密度的需求超出無線電頻譜資源承載能力時，其核心價值才會彰顯，典型場景包括家庭/辦公室/大型公共場所等。當然，頻譜資源緊張問題局部化存在（艦船/機艙等電子設備高度密集平臺）。

 

　　可見光通信的桎梏羈絆與產業化策略

 

　　張劍教授認為，VLC≠LiFi。他指出，LiFi的概念易將VLC狹義化，易形成與WiFi對立，事實上現階段室內接入領域LiFi核心價值難以彰顯，但LiFi的問題不是整個VLC的問題，這是對VLC諸多疑議的根源之一。

       首先是“體系不獨立”。上行鏈路異質化問題；超高速應用電力線通信難以支持信息流到燈的問題；與照明的強依存性問題等。上述問題的產生，還是用LiFi的視角去看待VLC。但即便如此，也并非難以解決。

　　其次，“技術不成熟”。照明與通信深度融合基礎研究缺乏（照明通信共用器件/共用驅動等）；現有光學器件針對可見光頻段缺乏針對性設計；同質異質鏈路組網機制研究不足等，但技術成熟是相對的，不成熟是絕對的，不妨礙應用轉化。

 

　　其三，“產業化不確定”。涉及產業鏈綿長（通信/照明/電力/交通等），啟動勢必緩慢，但產業化趨勢已然彰顯。

 

　　他認為，可見光通信的發展在戰略上要準備打持久戰。當前處在產業化前夜，產業啟動周期長，近期尚難形成全面爆發式增長態勢。

 

　　在戰術上要準備打殲滅戰。按照“從低速到高速，從單向到雙向，從行業到大眾”的務實原則制定產業發展路線圖，從專利/標準/材料/器件/芯片/方法/系統/工程等多層面“多維并舉”，逐一解決產業化面臨的桎梏，核心點在于良好的用戶體驗。