產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合推動(dòng)可見光技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

中國工程院院士、解放軍信息工程大學(xué)校長 鄔江興

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展與綠色照明技術(shù)的推進(jìn)，近些年來國際上掀起了可見光通信的研究熱潮。可見光通信的出現(xiàn)，對(duì)于傳統(tǒng)的照明產(chǎn)業(yè)和通信產(chǎn)業(yè)，都會(huì)帶來深刻的影響。

信號(hào)通過數(shù)據(jù)線即電線傳到燈頭上，再從燈頭發(fā)光，經(jīng)由光選擇器，凡肉眼可以看到的光線都可以傳輸數(shù)據(jù)，這就是可見光通信的基本原理。可見光通信在室內(nèi)的應(yīng)用，既可以傳輸一些低速數(shù)據(jù)，也可以傳輸高速的圖片數(shù)據(jù)，所以它是無線電波以外能夠提供高速度接入的最佳方法。

簡單地說，綠色照明+寬帶通信=信息綠色之光。它有六大特性：一是泛在，人類70%、80%的活動(dòng)都在有室內(nèi)照明下進(jìn)行。二是高速，頻率資源是現(xiàn)在無線通信的一萬倍。三是健康，無線電波對(duì)人體健康的影響還無法定論，但電燈從愛迪生發(fā)明至今已接近200年，對(duì)人體無害已無異議。四是節(jié)能。五是安全，不會(huì)造成無線電的泄漏。六是經(jīng)濟(jì)。

無線移動(dòng)通信方便、快捷，得到了充分的發(fā)展，但今天已經(jīng)遇到了一個(gè)天花板，就是頻率不夠。美國CISCO公司預(yù)測(cè)，到2015年網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量將超越現(xiàn)有無線頻率資源承受能力，尤其中國人口基數(shù)大、居住密度高，頻率資源與寬帶通信需求矛盾更加突出。

可見光通信技術(shù)是解決這一矛盾的突破口。全世界粗略統(tǒng)計(jì)，有140億盞路燈，300億室內(nèi)照明燈。如果說每一盞燈相當(dāng)于一個(gè)無線基站，也就是路由器，將會(huì)形成龐大的具有潛在的室內(nèi)高速接入和潛在的室外可見光基站網(wǎng)絡(luò)，有光的地方都可以作為信息的切入點(diǎn)。移動(dòng)通信的使用頻率不夠，可以把室內(nèi)的頻率移到室外去，室內(nèi)用可見光來替代。現(xiàn)在的通信系統(tǒng)只有對(duì)流的方式，互聯(lián)網(wǎng)也是，可見光通信使用輻射，將帶來現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的通信架構(gòu)的巨大改變。

利用可見光通信技術(shù)，可極大地拓展創(chuàng)意應(yīng)用空間。首先，它對(duì)電力照明和燈具行業(yè)來說，將衍生新型電力、照明、燈具、線材、器材，為電力線通信增添無線接入活力。其次，會(huì)產(chǎn)生一種新的廣告服務(wù)機(jī)制，叫隱式廣告。現(xiàn)在我們看到的是顯示廣告，叫廣而告之，而隱式廣告僅通過光可見。第三是室內(nèi)定位服務(wù)。可見光將提供支持定位服務(wù)，包括隧道內(nèi)、地下的定位。第四是可視化安全支付。用手機(jī)發(fā)無線電信號(hào)，或用銀行卡輸入密碼，都存在安全隱患，若使用可見光通信，以手機(jī)的閃光燈作為信息源，通過ATM機(jī)直接完成交易，則可以實(shí)現(xiàn)可視化的放心支付。

在可見光通信產(chǎn)業(yè)化路線圖方面，2008年歐盟提出了構(gòu)建家庭區(qū)域?qū)拵ㄐ啪W(wǎng)，2008年底美國科學(xué)基金會(huì)也專門設(shè)定了一個(gè)可見光通信的目標(biāo)，2011年愛丁堡大學(xué)工程學(xué)院提出了Li-fi的概念。

我國在863計(jì)劃和973計(jì)劃支持下，由解放軍信息工程大學(xué)、東南大學(xué)、北京大學(xué)、清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、中科院半導(dǎo)體所等單位共同承擔(dān)的項(xiàng)目也取得了很好的成果。目前我國在核心技術(shù)和關(guān)鍵指標(biāo)上達(dá)到了國際的先進(jìn)水平，與國外技術(shù)處于同一起跑線上，這意味著一個(gè)巨大的發(fā)展前景。

以綠色信息之光照亮中國，可見光通信是抓手級(jí)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，它對(duì)升級(jí)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、催生新興產(chǎn)業(yè)、變革商業(yè)模式、繁榮服務(wù)行業(yè)等方面都有重要的意義，直接或間接效益將達(dá)到數(shù)萬億人民幣。