LiFi的概念

　　并不新，隨著三網(wǎng)融合加速，未來應(yīng)用前景可期。LIFI(Light Fidelity)為可見光通訊(VLC,Visible Light Communication，是指利用可見光波段的光作為信息載體，不使用光纖等有限信道的傳輸介質(zhì)，而是空氣中直接傳輸光信號(hào)的通訊方式)的一種，由于LED具有比熒光燈和白熾燈切換速度快原因，因此可以用LED發(fā)光器件發(fā)出用肉眼觀察不到的高速調(diào)制光波信號(hào)來對(duì)信息調(diào)制和傳輸，然后利用給LED燈光電轉(zhuǎn)化器件接受光載波信號(hào)并獲得信息，主要是光信號(hào)的發(fā)射和光信號(hào)的接受兩部分(示意圖見正文圖表8)。

　　1998年香港大學(xué)G.peng提出LED交通信號(hào)燈提供交通廣播，詳細(xì)示意圖見正文圖表6，后來日本、美國(guó)、澳大利亞等國(guó)家相關(guān)機(jī)構(gòu)提出在交通安全、水下、室內(nèi)等領(lǐng)域應(yīng)用概念(詳見正文圖表)，我國(guó)在2008年暨南大學(xué)設(shè)計(jì)處可見光通訊樣機(jī)，2009年中科院半導(dǎo)體研究所在2009年工博會(huì)展出應(yīng)用實(shí)例，2010年世博會(huì)航空館等展示其理念，再三網(wǎng)融合的大背景下，2013年4月，國(guó)際863計(jì)劃信息技術(shù)領(lǐng)域“可見光系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”主題啟動(dòng)會(huì)議舉辦。

圖6、香港大學(xué)提出的LED交通信號(hào)燈訊廣播

圖7、日本提出的交通應(yīng)用

　　LIFI主要特點(diǎn)

　　避免射頻干擾、高保密性、綠色環(huán)保、通訊速度高等。白光LED具有通訊和照明雙重功能，由于LED調(diào)制速度較高，人眼完全感覺不到，由于不使用無線電波通訊，因此對(duì)電磁信號(hào)敏感的環(huán)境中可以自由使用，免于干擾，因此抗干擾能力較強(qiáng);此外由于只有光照射的范圍內(nèi)才能通訊，光線照射不到的地方?jīng)]有通訊信號(hào)，因此具有較高保密性，同時(shí)由于LED具有節(jié)能綠色特性，相交更加節(jié)能環(huán)保;此外相交于射頻通訊和紅外無線光通訊技術(shù)，對(duì)人體安全等特點(diǎn)，從傳輸速度看，LED可見光通訊傳輸速度可以達(dá)到幾十Mbits到幾百M(fèi)bits。應(yīng)用領(lǐng)域看目前主要實(shí)驗(yàn)、示范階段，未來可在射頻信號(hào)敏感的醫(yī)院、飛機(jī)上使用，還可以應(yīng)用到交通、超市、辦公等室內(nèi)照明，以及特殊領(lǐng)域礦井、水下、海洋底等領(lǐng)域。

圖8、白光LED可見光通訊示意圖

圖9、室內(nèi)照明應(yīng)用示意圖

　　LIFI技術(shù)尚待進(jìn)步

　　高調(diào)制帶寬的LED光源是關(guān)鍵。目前，白光用LED的調(diào)制帶寬有限，只有約3-50MHz，主要用于照明，要是用于通訊，必須開發(fā)出更高調(diào)制帶寬的LED光源。由于LED通訊具有照明與通訊雙重功能，因此在光源的優(yōu)化布局、廣角、干擾問題有眾多需要解決問題，主要與終端照明光學(xué)設(shè)計(jì)布局廠商相關(guān)。技術(shù)成熟度、商業(yè)化、新技術(shù)替代等是需要考量的三個(gè)方面。