面向產業化的可見光通信關鍵技術及瓶頸

中科院半導體所段靖遠博士：通照一體化是最核心的問題

可見光通信系統的研發可兩步走：一是瞄準關鍵指標，如速率、器件和關鍵部件，實現技術突破；二是面向產業應用，如集成化高度封裝的燈光系統、高精度定位系統。

技術方面，LED照明器件實現通照一體化是最核心的問題之一，也是可見光通信未來發展能否突破瓶頸的關鍵問題。目前，國國內外的企業、研究院所對LED照明元器件方面最關心的是光效如何提升，提升到何種程度，但對其它重要參數，如調制帶寬、兼容性等研究沒有得到足夠的重視，測試結果也并不理想，存在帶熒光粉的LED調制帶寬一致性差、LED老化等為題，對于解決這些元器件的問題目前面臨較大的困難。因此，要從根本上解決這些問題就需要各方的合力與投入，從材料研究、外延生長、器件封裝、調制帶寬等方面加大研究。另外，燈光上行方面，目前有很多解決方案，如紅外、激光器，但這些都各有各的缺陷，因此如果要接入大容量、大數據量的網絡，上行就成為另一個困擾我們的較大的瓶頸。

產業應用方面，業界提出了燈光上網、高精度定位等許多應用設想，但還沒有提出相關的“殺手級”應用，如據目前的研究結果，定位精度最高可實現毫米級，但什么地方，什么人需要這么高的定位精度，如何能讓用戶買單，如何進行差異化的競爭，如何調整自身的優勢點與其它技術進行融合或取代同類技術是值得思考的問題。

北京郵電大學信息與通信工程學院田輝教授：提供真正無縫的、隨時隨地接入的通信體驗

可見光通信的組網、光源的鋪設、確保照明均勻、保證照明同時又能實現用戶的正常通信，這些都是值得我們研究的一系列關鍵技術。關鍵要解決以下問題：室內，信道模型、室內組網、上下行、組網切換等問題；室外，可見光通信如何與廣電網、通信網及計算機網絡實現三網融合，如何從終端、網絡、業務等不同層面進行融合。首先，終端層面要支持可見光通信和其它無線通信；第二，網絡融合涉及網絡協議的兼容性，具有良好兼容性的網絡只需要細小的改動就能支持與移動通信等其它網絡融合，這需要從信令、接口、網絡協議的設計上考慮；第三，業務上要從資源利用率、成本等因素考慮，可見光通信應用將對其它網絡通信起互補作用。

可見光應用領域需得到不斷拓展，帶來更大的應用前景和應用價值，才能推動與其他通信方式的融合，提供真正無縫的、隨時隨地接入的通信體驗。

暨南大學理工學院光電工程系陳長纓教授：可見光通信應該“接地氣”

大家注意到沒有，在新一輪可見光通信的炒作熱潮中，最先涉足可見光通信的日本卻少有報道，他們干什么去了？他們在默默找尋可見光通信的市場化之路。商場如戰場，知己知彼方能百戰百勝，為此有必要搞清楚可見光通信的所長縮短：

1.可見光通信的最大特長是“可見”，能夠實現“精確限域”通信——其通信范圍能夠精確限制在光束照射區域內，如本人完成的“可見光無線寬帶接入技術及其產品”（廣州市2003年科技攻關項目）便體現了該特長：可目視對準、不易被竊聽。

2.可見光通信的另一特長是照明通信“兼用”，目的是節約資源實現低成本。為此要求做到1+1<2：一個可見光通信裝置的費用要低于原因兩套單用裝置的費用才有市場競爭力。

3.白光LED的短處在于通信速率暫時不高。

綜上所述，高明的做法是“揚長避短”，可見光通信應該“接地氣”。對于大部分企業而言，目前高速可見光通信芯片、接收系統的成熟和普及應用可能要等上5年至10年，因此，企業應該從低端切入，從接地氣的地方切入，如在低端的定位、低速通信上進行產業化研究，把低端的問題解決好。前期先開發一些中低速、高性價比的可見光通信特色產品。

中山大學物理科學與工程技術學院劉立林副教授：G a N基的材料器件將是V L C的發展方向

可見光通信有兩條研究路徑：一是只考慮VLC，即通信；另一個是照明和通信兩者都要考慮。在后者的層面上，目前基于RGB LED的可見光通信系統在應用上較難實現，更多的是采取藍光LED加熒光粉。在器件層面要做的工作是保證正常照明的情況下使帶寬進一步提高。在發射端，我們已實現正常工作電壓下，器件帶寬達到60 MHz，后續還有很大的提高空間。另一個方向是僅考慮VLC的性能，對于最近興起的視覺通信應用，只考慮通信不考慮照明，帶寬可實現超過400MHz；在接收端，目前大多采用硅基探測器，其敏感波段是紅外光，而LED藍光基底大約在460nm，這也成為了探測端的瓶頸。在解決這一器件瓶頸問題上，目前提出了GaN(氮化鎵)基的LED，它基于石英成分，可連續可調，因此探測端可以實現寬頻率的響應。為以后除了在空間、時間上，在色域上也提供了更多的通道。

另一個瓶頸是，調制電路在500Hz會出現光退現象，這將對以后的高速通信造成影響，基于GaN基的新型材料器件可以有效解決LED光源衰退的問題，今后基于GaN基的LED、GaN基的探測器、GaN基的控制器件將是VLC的發展方向。

更多嘉賓精彩觀點

中國產學研合作促進會副會長、全國政協教科文衛體委員會副主任陳小婭：按照國家“十二五”規劃，建立統籌結合技術創新和發展需求的可見光通信產業聯盟，將大大推動可見光通信的規模化集約化應用和產業化發展目標的實現。

信息工程大學黨委常委、科研部部長朱智強：可見光通信是產值可達萬億元的新興產業，希望科研院校能夠與地方政府、行業企業等多方合作，實現可見光通信產業化，走技術與產業結合、科技與金融結合的道路，提升中國可見光通信產業國際競爭力。

美國波士頓大學教授thomaslittle：美國也積極開展可見光通信領域的研究。目前，已成功研發出四色多通道可見光傳輸系統及室內可見光定位系統，且即將應用于沃爾瑪超市。當前可見光通信技術發展上還存在諸如led產品傳輸速率有限、集成化微型化、攝像頭并非接收器、可見光會傷害眼睛、單應用與雙應用等問題需要解決。

日本慶應大學教授haruyamashinichiro：作為最早進行可見光通信研究國家之一，目前日本在可見光通信領域取得了很大進展。可見光通信技術在日本的運用主要包括室內定位系統，重點是協助視覺障礙人群的室內導航、進行超市人流統計以及精確位置測量等，通過可見光圖像傳感器實現定位，精度可達到1毫米。

中科院無線光電通信重點實驗室主任、中國科學技術大學無線光通信與網絡研究中心主任徐正元：較完整的led照明產業鏈為可見光通信奠定了較好的發展基礎，并為照明產業帶來新的增長點，短期內可應用于定位與低速通信領域，未來市場將主要是基于位置的大容量服務方面。可見光通信也面臨著技術點多、涉及面廣，可參考方案少，需要形成完備的“生態系統”，探索可行化的商業模式還尚有一段路要走。

華中科技大學光學與電子信息學院元秀華教授：VLC要跟現有網絡（包括移動網，有線網）聯系起來，可見光應用要以照明為主，兼顧通信。研究的關鍵點在于光電集成、光學結構和相關器件上。

深圳光啟智能光子技術有限公司劉京京博士：低速和中速可見光通信產品會逐漸成熟并迅速占領市場，而高速可見光通信需要在技術和成本都有較大突破的情況下，才會被市場接受。尤其是在雙向通信的情況下，下行信號采用可見光通信，上行信號可采用紅外、射頻等其它技術來實現。

華策光通信科技有限公司副總經理兼cto郭成則：可見光通信技術將帶來可穿戴設備、顯示屏對手機發送廣告、移動支付等方面的一系列變革。