可見光通信即“Li-Fi”,因為其“開燈就能上網”的炫酷特性,前幾年曾遭到國內媒體熱炒。不過熱度并沒有持續多久,沒有實際應用的可見光通信,很快消失在人們的視野。其實可見光通信的技術原理很簡單,同樣遵循以光波作為載體,光信號發射-調制-傳輸-調制-接收(包括信號驅動、放大等)的過程,只是傳輸介質變成了空氣,光發射機/接收機和調制器有所不同。早在10年前,可見光通信就曾受到產業界關注,但一直沒有得到實用化。日本召開了“可見光通信國際會議暨展覽會”,探討了可見光技術在數字標牌、無人機等領域的應用。日本媒體指出,可見光通信可以發送ID及URL,讓智能手機的攝像頭對準各種廣告,就能利用AR(增強現實)技術提供多語言信息,還可以將可見光通信用于在文字信息與語音信息間切換的無障礙顯示等。因此,面向2020年的東京奧運會,可見光通信的需求有望擴大。
可見光通信即所謂半導體照明或LED(發光二極管)照明。面對全球能源危機和環保壓力,節能環保、壽命長、安全性好的半導體照明有望進入普通照明領域,預計到2010年將超過熒光燈。作為第三代光源,在同樣亮度下,半導體燈具用電量僅為白熾燈的十分之一,而使用壽命延長了100倍,且不會在生產和使用中產生對外界的污染。據估算,我國照明用電約占總電量的12%,2010年我國總發電量將達到30000億度,假如半導體照明進入三分之一的照明市場,就可節電30%,即年節電1000億度,至少相當于一個三峽工程的發電量。
半導體照明信息網(SolidStateLightingInformationNetwork,S2-Link)就是把半導體照明和通信網絡技術結合起來,創造一種室內外“無處不在”的通信網絡,可傳遞數據和控制信號。
可見光通信的優勢:
(1)照明通信“二位一體”天然具有能耗低、需購置設備少等優勢;
(2)通常的無線接入方式都是基于射頻,看不見的射線不停地穿透人的身體,影響雖然微小但畢竟是負面的,可見光通信則不同,無電磁污染,對人體沒有任何害處;
(3)上過網的人們都有這樣的體會:一個局域網中上網的人越多,上網速度就會越慢,網絡瀏覽器變得“遲鈍不堪”,可見光通信則是“博大無私”的,只要有光照到的地方就能接入網絡,無須為“帶寬”不夠而煩惱;
(4)目前的無線接入方式往往會帶來安全性問題,“別有用心”的人有可能在隔壁破解了你的無線接入密鑰,窺視到了你的隱私,可見光通信則不用擔心這個問題,只要有光不能透過的障礙物阻擋,你的私密就不會外泄。
正是有這些無與倫比的優勢,使半導體照明信息網有著廣闊的應用前景和巨大的應用領域。除了家庭網絡接入,室外公共場所、樓宇、馬路等需要照明的地方,醫院、飛機內部、保密部門等對射頻敏感的地方也都可以采用半導體照明通信。此外,半導體照明通信還能用于自動識別領域。與目前廣泛使用的自動識別技術例如攝像、條碼、磁卡、IC卡等相比,半導體照明智能識別技術具有更長距離識別、非接觸操作、可識別高速運動物體,安全性好等很多突出的優點。
目前,日本、美國和韓國等發達國家和地區都投入了人力和物力從事相關技術的研究與開發工作。日本成立了研究和推廣可見光通信網絡的可見光通信聯盟。美國成立了由波士頓大學、Rensselaer理工學院、新墨西哥大學組成的LED智能照明中心。他們已經開發出初步的演示系統;其它代表性研究機構還有韓國的三星公司、英國的牛津大學、德國的西門子公司、法國電信等,他們也實現了簡單的半導體照明通信。2007年12月,國際通信與電子工程師協會成立了IEEE802.15委員會,設立了可見光通信研究小組,以推進近距離通信技術標準化的工作。與國外相比,我國雖然也開展了一些基礎性的研究工作。截至到目前,第三代半導體照明通信樣機通信速率達到2Mbps(注意:實驗室數據與應用技術的數據沒法比),可以流暢傳遞視頻語音信號;第三代半導體照明控制樣機可以用LED燈同時控制多種家電設備。