近日，全球首款商品級超寬帶可見光通信專用芯片組在首屆中國國際智能產業博覽會上發布，這意味著實現中國可見光通信大規模產業化和高端市場的開拓進程中最難邁過的技術門檻已經被跨越，中國可見光通信已經邁入超寬帶專用芯片的時代。商品級超寬帶可見光通信專用芯片組的出現將極大促進世界范圍內可見光通信產業、技術和市場的良好發展。那么可見光通信技術到底是什么?目前的研究現狀是什么?它又能給人們的生產生活帶來哪些改變呢?

　　可見光通信技術的特點及優勢

　　(1)“有光就能上網”的通信技術

　　可見光通信(Visible Light Communication，VLC)，即以可見光波段的光作為信息載體在空氣中直接傳輸光信號的新型高數據傳輸技術。理論上來說，就是利用半導體照明的光線實現數據信息的傳輸，如上網、視頻通話、語音或者是對物聯網設備開關的調節都可以借助其極高的傳輸速率而輕松實現。

　　可見光通信的歷史可以追溯到19世紀，貝爾在1876年發明了光線電話(Photophone)-通過光束的變化對語音信號進行傳遞，但由于其實現難度大，直到LED的逐漸普及，可見光通信才再次興起。LED(Light Emitting Diode)能夠支撐很高的開關切換速度，把微芯片加裝在普通的LED燈，使得LED每秒進行百萬次的閃爍，即燈滅代表0，燈亮代表1，隨后二進制的數據被迅速編碼成燈光信號，有效的數據傳輸得以進行。同時，電腦、手機、平板、筆記本以及物聯設備等燈光下的終端，通過特指的信號接收裝置，就能實現“有燈光就能上網”。

　　(2)與WiFi相比，可見光通信優勢明顯

　　與WiFi相比，可見光通信具有多方面的優勢。首先是可見光成本更低，密度更高。WiFi覆蓋的實現必須部署WiFi熱點，即無線路由器或者無線AP，但可見光通信的覆蓋不需要建設新的基礎設施，只需要利用已有的照明路線即可。另外，和WiFi熱點的部署相比，燈光的密度高很多。其次，可見光的頻譜更加豐富，WiFi無線電射頻頻譜的寬度僅為可見光頻譜的萬分之一，且可用的射頻頻譜會隨著用戶對無線網絡需求的持續增加變得越來越少，隨著時間的發展變得擁擠不堪，可見光通信則沒有頻譜不夠用的問題，并且還能對全球無線頻譜資源短缺的現狀起到明顯的緩解作用。再者，無線光通信還具有無電磁輻射的優點，這對于醫院等對電磁信號敏感的機構來說無疑是個好消息。此外，無線光通信還具有高保密性，只要遮住燈光光線，傳輸的信息就不會出現泄漏的風險。

　　可見光通信技術不斷取得突破

　　(1)中國可見光通信速率已經突破50Gbps

　　可見光通信最大的優勢是其高速率性，正因為如此，業界也對其前景普遍看好并不斷進行著探索。2000年可見光通信開始興起時，由于調制寬帶的限制，其傳輸速率僅有幾十KB每秒；2010年，德國弗勞恩霍夫研究所團隊創造世界紀錄，將通信速率提高到了513Mbps，使得可見光通信的速率實現了質的提升；2013年復旦大學將數據傳輸速率刷新到3.75Gbps;來自英國的科研人員更是把離線速率提高至10Gbps。近日，經過中國工信部認證，中國已經成功將實時通信速率提升到50G bps，實現了“可見光通信系統關鍵技術研究”的重大突破，中國團隊在可見光領域的先發實力又一次被證明了。

　　(2)可見光通信專用芯片已經面世

　　8月24日，全球首款商品級超寬帶可見光通信專用芯片組也已經在首屆中國國際智能產業博覽會上發布，該芯片組能夠支持每秒G比特量級的高速傳輸，全面兼容主流中高速接口協議標準，這意味著中國可見光通信大規模產業化和高端市場的開拓進程中最難邁過的技術門檻已經被跨越，中國可見光通信已經邁入超寬帶專用芯片的時代。

　　(3)“超并行可見光通信”

　　可見光通信的速度還在不斷飆升。據國外媒體報道，牛津大學的研究人員已完成100Gbps可見光通信試驗，并命名為“超并行可見光通信”，甚至預測該通信系統的最高速率能達到3Tbps!其原理是借助更多波長的光來實現信號的多路傳輸，但這也對視場有了更高的要求。理論上，60度的視場可支持6個波長，可實現224Gbps(6個信道)的傳輸速率，而36度的視場則可支持3個波長，也可實現112Gbps(3個信道)的傳輸速率。不過在速率提升的同時，傳輸距離也被縮短，目前僅有3米的有效距離。

　　可見光通信產業規模在2020年后有望增至150億美金以上

　　根據Technavio的《2015-2019年全球可見光通信市場》報告，全球可見光通信市場將增長到80億美元左右，2015-2019年的復核年增長率超過60%。據估計，可見光通信的市場規模將進一步增加，到2020年以后會增至150億美元以上;在未來，可見光通信的市場甚至能達到以萬億計。隨著可見光通信與蜂窩網絡(3G、4G、甚至5G)、WiFi等技術的交互與融合，其新的創新應用和價值體驗也將在智慧城市(家庭)、物聯網、航海、航空、高鐵、地鐵、井下作業和室內導航等領域體現。這也意味著，借助可見光通信技術，實現的不僅僅是高速的數據傳輸和開燈上網，更是不可估量的應用落地和技術創新。

　　隨著可見光通信的不斷發展，可見光通信已經成為中國、日本、美國和歐洲等國家在通信領域的必爭之技。在中國重慶高新技術開發區，以可見光通信為核心的智慧家庭網絡示范工程已經啟動，鄭州市高新技術開發區和重慶兩江新區規模化的商用樓宇和智慧家庭使用點也在規劃階段，預計有超過30000戶以上的市民在兩年以內會體驗到可見光通信帶來的便利。在國際上，蘇格蘭公司PureLiFi關于利用燈泡建立互聯網連接的項目已經獲得了220萬美元(1150萬英鎊)的融資，據估計其價值約為1800萬美元。另外，法國LED供應商Lucibel和蘇格蘭無線光通信公司pureLiFi合作生產LED LiFi燈具的相關項目也有望在今年上市。

　　結語

　　隨著LED燈的不斷普及和無線射頻頻譜的日益擁擠，無線光通信以其高通信速率、低成本、頻譜豐富、無電磁輻射、高保密性等特點，獲得了各界的看好。在業內人士的不斷努力下，可見光通信技術不斷取得突破。在可見光通信與蜂窩網絡和WiFi等技術不斷交互融合的推動下，其在物聯網、航空航天等領域的創新應用和價值體現也會不斷涌現。