可见光通信发展势头良好，2020年市场有望突破150亿美元

        近日，全球首款商品级超宽带可见光通信专用芯片组在首届中国国际智能产业博览会上发布，这意味着实现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。商品级超宽带可见光通信专用芯片组的出现将极大促进世界范围内可见光通信产业、技术和市场的良好发展。那么可见光通信技术到底是什么?目前的研究现状是什么?它又能给人们的生产生活带来哪些改变呢?

　　可见光通信技术的特点及优势

　　(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。

　　可见光通信技术不断取得突破

　　(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。

　　可见光通信产业规模在2020年后有望增至150亿美金以上

　　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。随着可见光通信与蜂窝网络(3G、4G、甚至5G)、WiFi等技术的交互与融合，其新的创新应用和价值体验也将在智慧城市(家庭)、物联网、航海、航空、高铁、地铁、井下作业和室内导航等领域体现。这也意味着，借助可见光通信技术，实现的不仅仅是高速的数据传输和开灯上网，更是不可估量的应用落地和技术创新。

　　随着可见光通信的不断发展，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的必争之技。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。在国际上，苏格兰公司PureLiFi关于利用灯泡建立互联网连接的项目已经获得了220万美元(1150万英镑)的融资，据估计其价值约为1800万美元。另外，法国LED供应商Lucibel和苏格兰无线光通信公司pureLiFi合作生产LED LiFi灯具的相关项目也有望在今年上市。

　　结语

　　随着LED灯的不断普及和无线射频频谱的日益拥挤，无线光通信以其高通信速率、低成本、频谱丰富、无电磁辐射、高保密性等特点，获得了各界的看好。在业内人士的不断努力下，可见光通信技术不断取得突破。在可见光通信与蜂窝网络和WiFi等技术不断交互融合的推动下，其在物联网、航空航天等领域的创新应用和价值体现也会不断涌现。