当物物相连的“物联网”变为现实,有光就有WiFi,有光就能上网“黑科技”—可见光通信技术也被广泛开发。据悉,可见光通信已经成为中国、日本、美国和欧洲等国家在通信领域必争之技。那中国可见光通信处于什么阶段?未来前景如何?

作为当下国家重点扶植的电子信息产业高科技领域:可见光通信技术。可见光通信技术(Visible Light Communication,VLC)是指利用可见光波段的光作为信息载体,无需光纤等有线信道的传输介质,在空气中直接传输光信号的通信方式。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。

中国工程院院士邬江兴在全球首款商品级超宽带可见光通信专用芯片组发布会上表示:“可见光通信是10GB超宽带智慧家庭信息网络的核心技术,5G移动通信将提供最大1个G的通信速率,可见光通信要比它快10倍。”

试想一下,比5G快10倍?!这是什么概念?!上网速度更快、浏览信息更加高效、观看视频影视更加顺畅…除此之外,可见光通信也将与WiFi、蜂窝网络(3G、4G、甚至5G)等通信技术交互融合,在物联网、智慧城市(家庭)、航空、航海、地铁、高铁、室内导航和井下作业等领域带来创新应用和价值体验。

那可见光通信技术有哪些特点及优势?

(1)“有光就能上网”的通信技术

可见光通信(Visible Light Communication,VLC),即以可见光波段的光作为信息载体在空气中直接传输光信号的新型高数据传输技术。理论上来说,就是利用半导体照明的光线实现数据信息的传输,如上网、视频通话、语音或者是对物联网设备开关的调节都可以借助其极高的传输速率而轻松实现。

可见光通信的历史可以追溯到19世纪,贝尔在1876年发明了光线电话(Photophone)-通过光束的变化对语音信号进行传递,但由于其实现难度大,直到LED的逐渐普及,可见光通信才再次兴起。LED(Light Emitting Diode)能够支撑很高的开关切换速度,把微芯片加装在普通的LED灯,使得LED每秒进行百万次的闪烁,即灯灭代表0,灯亮代表1,随后二进制的数据被迅速编码成灯光信号,有效的数据传输得以进行。同时,电脑、手机、平板、笔记本以及物联设备等灯光下的终端,通过特指的信号接收装置,就能实现“有灯光就能上网”。

(2)与WiFi相比,可见光通信优势明显

与WiFi相比,可见光通信具有多方面的优势。首先是可见光成本更低,密度更高。WiFi覆盖的实现必须部署WiFi热点,即无线路由器或者无线AP,但可见光通信的覆盖不需要建设新的基础设施,只需要利用已有的照明路线即可。另外,和WiFi热点的部署相比,灯光的密度高很多。其次,可见光的频谱更加丰富,WiFi无线电射频频谱的宽度仅为可见光频谱的万分之一,且可用的射频频谱会随着用户对无线网络需求的持续增加变得越来越少,随着时间的发展变得拥挤不堪,可见光通信则没有频谱不够用的问题,并且还能对全球无线频谱资源短缺的现状起到明显的缓解作用。再者,无线光通信还具有无电磁辐射的优点,这对于医院等对电磁信号敏感的机构来说无疑是个好消息。此外,无线光通信还具有高保密性,只要遮住灯光光线,传输的信息就不会出现泄漏的风险。

中国可见光通信技术处于什么阶段?

(1)中国可见光通信速率已经突破50Gbps

可见光通信最大的优势是其高速率性,正因为如此,业界也对其前景普遍看好并不断进行着探索。2000年可见光通信开始兴起时,由于调制宽带的限制,其传输速率仅有几十KB每秒;2010年,德国弗劳恩霍夫研究所团队创造世界纪录,将通信速率提高到了513Mbps,使得可见光通信的速率实现了质的提升;2013年复旦大学将数据传输速率刷新到3.75Gbps;来自英国的科研人员更是把离线速率提高至10Gbps。近日,经过中国工信部认证,中国已经成功将实时通信速率提升到50G bps,实现了“可见光通信系统关键技术研究”的重大突破,中国团队在可见光领域的先发实力又一次被证明了。

(2)可见光通信专用芯片已经面世

8月24日,全球首款商品级超宽带可见光通信专用芯片组也已经在首届中国国际智能产业博览会上发布,该芯片组能够支持每秒G比特量级的高速传输,全面兼容主流中高速接口协议标准,这意味着中国可见光通信大规模产业化和高端市场的开拓进程中最难迈过的技术门槛已经被跨越,中国可见光通信已经迈入超宽带专用芯片的时代。

(3)“超并行可见光通信”

可见光通信的速度还在不断飙升。据国外媒体报道,牛津大学的研究人员已完成100Gbps可见光通信试验,并命名为“超并行可见光通信”,甚至预测该通信系统的最高速率能达到3Tbps!其原理是借助更多波长的光来实现信号的多路传输,但这也对视场有了更高的要求。理论上,60度的视场可支持6个波长,可实现224Gbps(6个信道)的传输速率,而36度的视场则可支持3个波长,也可实现112Gbps(3个信道)的传输速率。不过在速率提升的同时,传输距离也被缩短,目前仅有3米的有效距离。

(4)可见光通信落地成果

在中国重庆高新技术开发区,以可见光通信为核心的智慧家庭网络示范工程已经启动,郑州市高新技术开发区和重庆两江新区规模化的商用楼宇和智慧家庭使用点也在规划阶段,预计有超过30000户以上的市民在两年以内会体验到可见光通信带来的便利。

未来可见光通信的前景如何?

根据Technavio的《2015-2019年全球可见光通信市场》报告,全球可见光通信市场将增长到80亿美元左右,2015-2019年的复核年增长率超过60%。据估计,可见光通信的市场规模将进一步增加,到2020年以后会增至150亿美元以上;在未来,可见光通信的市场甚至能达到以万亿计。

原文及更多内容见:http://www.jzcx.net/article/483.html

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