标签: 可见光通信

日前，一条消息在各大电视、网络媒体轰轰烈烈流转。“我国可见光通信研究取得重大突破； 0.2秒即可下载一部高清电影；年产值或超万亿。”对于新技术的突破，麦迪总有着浓厚的兴趣关注，但请等等，可见光通信技术（还一个高大上的名词LiFi），似乎并不是什么新词汇，早几年就传出过这个技术，而对于这次的重大突破究竟是不是实质性突破？麦迪也发现不少网友并不这么认为。更有很多网友为此担心“雾霾遮挡可见光”、“白天上网是否要开灯”“手机是否要加灯泡”等等专业问题。 可见光通信，顾名思义就是通过调制解调光来无线传输信号。据相关报道介绍，其主要是利用半导体照明(LED灯)的光线实现“有光照就能上网”的新型高速数据传输技术。可见光通信技术绿色低碳、可实现近乎零耗能通信，还可有效避免无线电通信电磁信号泄露等弱点，快速构建抗干扰、抗截获的安全信息空间。 　　在众多媒体报道中，均引用我国信息领域著名专家、中国工程院院士邬江兴介绍：目前，全球大约拥有440亿盏灯具构成的照明网络，数百亿的LED照明设备与其它设备 融合将构筑一个巨大的可见光通信网。可以设想，未来实现大规模可见光通信后，每盏灯都可以当做一个高速网络热点，人们等车的时候在路灯下就可下载几部电 影，在飞机、高铁上也可借助LED光源无线高速上网，满足室内网、物联网、车联网、工业4.0、安全支付、智慧城市、国防通信、武器装备、电磁敏感区域等 网络末端无线通信需求，为互联网＋提供一种崭新的廉价接入方法。 　　同时邬江兴也预测，在未来数十年内，信息的传输量将超出现有无线电频谱的承载能力，可见光通信技术可有效突破无线电频谱资源严重匮乏的困局，是具有广阔应用前景的下一代无线通信技术之一，可形成万亿级年产值的战略性新兴产业。 突破主要围绕下载速率，但通信商用需要解决更多 好了，看完专家对未来令人激动人心的预测，再来看看对这次实质性突破的描述，据媒体报道介绍，这次技术突破是经工业和信息化部测试认证，我国“可见光通信系统关键技术研究”近日获得重大突破，实时通信速率提高至50Gbps(比特每秒)，相当于0.2秒即可完成一部高清电影的下载。 看出来了，突破主要在下载速率提高。除此之外，其它方面似乎没有很好的解释，难怪会引来网友拍砖。 据介绍高速传输一直是可见光通信领域研究的焦点课题之一，解放军信息工程大学于宏毅研发团队采用光学和电学相协同的处理方法，突破了可见光空间通道互干扰高效抑制等关键技术，进入集成化、微型化设计与实现阶段。这所大学是国内较早从事可见光通信技术研发的科研单位，2013年牵头承担了我国首个可 见光863计划项目，并组建了“中国可见光通信产业技术联盟”。经过3年多的科技攻关，先后研发成功“可见光点播电视业务”“可见光新型无线广播”“可见 光精确定位”等应用示范系统。 可见光通信究竟行不行？网友拍砖 这个技术究竟行不行，没有切实看到演示Demo，麦迪不敢轻易发表意见，但网友的拍砖还是相当犀利的，主要可分成以下几方面： 干扰问题：有网友就对干扰问题发表专业观点，环境光源有时候会工作在同样的光谱频段，这时候如果环境光源比较强，很有可能LiFi会无法正常通信，主要原因是因为此时信/噪比(SINR)太差。可见光通讯到处都是干扰，强光、光污染是否会成为可见光通信的一大干扰？如汽车的大灯, 广告牌, 乃至闪电等等。 传输范围问题：也有网友表示光属于高频电磁波，频率越高衰减越快。目前的WiFi一般工作在2.4G和5G下，一般也就30m~100m。可以想象光通信，一般也就可以在一间房间里传播。传输范围一定受限，比如仅限于站在路灯底下？ 调制解调与上传问题：更有像知乎网友‘狂男风’这样的专业网友，对高频调制解调及商用表示质疑：这样的高频调制解调器成品生产出来成本应该不会低。所有报道和技术资料，几乎都在谈论下载速率的问题，即如何调制并传输照明灯光源的信号，以及如何增加终端接收器在环境光下对漫反射信号的敏感程度。但是很少见到说如何实现上行回传，难道每台手机和电脑都要安装一个（常亮的）灯泡？ 除此之外也有网友质疑，同类技术竞争问题、标准化问题，毕竟WiFi等无线技术已经很成熟的今天，我们是否需要换一种技术来参与竞争？希望相关专家有机会能出来为大家释疑，免得大家担心“雾霾遮挡可见光”、“白天上网是否要开灯”“手机是否要加灯泡”等专业问题。（麦迪）  

　　WiFi技术已经越来越普及，不过抱怨无线信号不稳定、上网速度慢、WiFi热点太少的人也越来越多。现在，有一项新技术可能会让这些问题得到解决。 　　电灯泡一直以来被视作发明家梦寐以求的灵感闪现的象征。不过对德国物理学家Herald Haas来说，电灯泡本身给他带来了灵感。Haas和他爱丁堡大学的团队发明了一项专利技术，利用一束闪光来无线传输数字信息，这类技术通常被称作可见光通信(VLC)。     Li-Fi技术的发明者Herald Haas认为可见光频谱可以用来传输数据，由于可见光谱的频谱宽度比传统的射频频谱大得多，因此能够带来更高的带宽。   　　Haas表示：“我最大的设想就是将电灯泡变为宽带通信设备。这样电灯泡不仅能提供照明，也将成为一款必要的工具。”Haas认为，通过给普通的LED灯泡加装微芯片，使灯泡以极快的速度闪烁，就可以利用灯泡发送数据。而灯泡的闪烁频率达到每秒数百万次。 　　通过这种方式，LED灯泡可以快速传输二进制编码。但对裸眼来说，这样的闪烁是不可见的，只有光敏接收器才能探测。Haas表示：“这类似于通过火炬发送莫尔斯码，但速度更快，并使用了计算机能理解的字母表。” 　　这一技术意味着，只要你拥有电灯泡，就可以获得无线互联网连接。目前全世界的电灯泡数量估计约有140亿盏。实际上，这也意味着任何路灯都可以成为互联网接入点。 　　不过，被昵称为“Li-Fi”的可见光通信技术并不只是能提升互联网的覆盖范围。作为无线数据传输的最主要技术，WiFi利用了射频信号。然而，无线电波在整个电磁频谱中仅占很小的一部分。而随着用户对无线互联网需求的增长，可用的射频频谱正越来越少。 　　例如，当你在咖啡店中上网时，如果周围上网的人越来越多，那么你会发现网速变得很慢。3G移动网络也是如此。与此同时，根据思科的数据，我们每年通过移动设备发送的信息量都在翻番。 　　Haas表示，他的技术将是问题解决方案的重要一部分。他表示：“可见光频谱的宽度达到射频频谱的1万倍。”这意味着可见光通信能带来更高的带宽。Haas表示，“Li-Fi”技术能带来高达1Gbps的数据传输速度。 　　Haas认为，他的技术有一个重要优点，这就是几乎不需要再新建基础设施。而传统射频信号的发射需要能量密集的设备。他表示：“我们使用现有设备。可见光频谱没有得到利用，没有得到监管，我们可以进行高速通信。” 　　不过这一技术也有着自身的局限。雅典Harokopio大学信息学讲师Thomas Kamalakis推荐了Haas的技术，但也表示该技术的潜力不应被高估。他表示：“一个明显的问题是，可见光无法穿透物体，因此如果接收器被阻挡，那么信号将被切断。” 　　英国华威大学工程学院助理教授Mark Leeson也持相同看法。他提出：“问题在于，我们的手机如何使用可见光来通信？” 　　Haas表示，这是两个现实问题，但他也有简单的临时解决方法。“如果光信号被阻挡，而你需要使用设备发送信息，你可以无缝地切换至射频信号。”他认为，可见光通信并不是WiFi的竞争对手，而是一种相互补充的技术，这将有助于释放频谱空间。 　　他表示：“我们仍需要WiFi，需要射频通信系统。你无法使用电灯泡向快速移动的物体发送数据，或是向树、墙和障碍物背后的物体发送数据。”在短期内，可见光通信已可以实现一些小范围应用。例如，可以在飞机中使用该技术，帮助手机和笔记本上网，此外也可以在水下等无线电波无法传播的场所使用该技术。 　　Haas指出，Li-Fi技术带来了极高的安全性，因为可见光只能沿直线传播，因此只有处在光线传播直线上的人才有可能截获信息。 　　Herald Haas和他的研究介绍： Professor Harald Haas   原标题： Li-Fi可见光通信：让电灯泡变成无线路由 作者：李玮   http://tech.sina.com.cn/d/csj/2012-10-12/11087696559.shtml