可见光通信技术重点应用方向全解读

一、可见光通信技术具有安全、高速、宽频谱、投资低等特点

可见光通信技术是以LED为载体的新兴光无线通信技术。作为一种全新的高速数据接入模式,与传统的射频通信和其他光无线通信相比,可见光通信具有保密性、安全性、高速性、宽频谱、实用性、低投资等突出优点(见表1),具有广阔的市场潜力。

表1:可见光通信技术的主要特点


特征具体描述
广泛性目前全世界的灯泡数量约有140亿盏,这也意味着任何路灯都可以成为互联网接入点。
保密性只要有可见光不能透过的障碍物阻挡,或用窗帘遮住光线,半导体照明信息网内的信息就不会外泄。
高速性与目前使用的无线局域网相比,“可见光通信”可利用室内照明设备代替无线LAN局域网基站发射信号,其通信速度可达每秒数十兆至数百兆,未来传输速度还可能超过光纤通信。
宽频谱可见光频谱的宽度达到射频频谱的1万倍。基于LED的可见光通信具有宽频谱,无需频谱使用许可证,很好地解决了当前全球无线频谱资源严重短缺的状况,而且它的覆盖范围相当广泛,可以说有LED的地方将来就会有通信。
实用性可以对无线通信覆盖盲区进行填补,比如在无线受限、传输时媒介或障碍物的深度衰减环境(如地铁、隧道、海水)、用户高度密集区、舰船舱内这类无线通信非常不畅的地方采用。
投资低利用现有的照明线路就可以实现通信,几乎不需要再新建基础设施,而传统射频信号的发射需要能量密集的设备。

二、可见光通信技术的应用领域广泛,市场前景巨大

可见光通信技术广泛渗透于室内导航、智能交通等多个领域,是目前国际上少有的产业关联度高、带动能力强、应用领域广的前沿尖端技术。据国际权威机构统计,未来可见光通信技术应用的产业规模可达万亿级别。可见光通信技术的具体应用领域包括:

一是可运用于照明与智能通信领域。白光LED可以同时被用于照明与通信,因此信息可以在室内环境下进行广播,并同时满足照明的需要,利用LED灯光为信息终端建立起的可见光通信网络还可实现对家用电器以及安全防范设备等控制终端的智能控制。照明、智能通信、智能控制三者的有机融合,将为我们提供更加节能、环保、方便和现代的城市生活方式。

二是可运用于射频辐射敏感或受限领域。在飞机、医院、工业控制等行业,由于其对于射频电磁辐射有严格要求,由于可见光没有电磁辐射的影响,因此可以大规模采用可见光通信系统。以飞机照明为例,利用LED阅读灯作为网络接入点,阅读灯下方的电脑、手机等设备就能接入互联网进行通信和收发邮件,使飞行旅程更舒适、更便捷。另外由于无线电频率不能在水下有效传播、存在传输途中的数据损失等问题,利用可见光通信技术实现的水下高带宽通信在海啸监控、地震监控、海底考古、潜艇内部以及搜救工作领域均有广阔的发展前景。

三是可运用于信息安全和安全通信领域。其是在政府、银行、金融、海关等由于信息安全需求不能采用传统射频无线通信系统的行业,由于白光不会绕射穿墙,因此具有较高的保密性,可开发的市场容量巨大。此外,可见光通信还可以实现手持终端之间的点对点通信,并在智能门禁、手机支付、防伪及手机数据安全传输等智能移动设备的近距离安全通信领域有广泛的应用空间。

四是可运用于视觉信号与数据传输领域。信号灯在航海和地面交通等领域有着非常广泛的应用,它通过颜色的变化给人们提供信号,而将数据通信与信号灯相结合则可以为交通管理提供更好的安全性和可靠性。目前,基于可见光通信的信号灯已有若干演示系统,如将数据由交通灯传递给汽车,或将数据在汽车与汽车之间传递等。可见光通讯能便捷地将数据传递给用户手持终端。这种显示与通信相结合的系统在机场、博物馆等场所有着巨大的应用前景。

五是可运用于室内定位领域。传统的卫星定位方法很难实现室内移动用户的精确定位,而可见光通信则可以将用户的位置信息通过LED照明设施来进行传递,从而实现精准的室内定位。目前,已有国内外多家研究机构成功实现了室内定位实验,并且我省已有企业在地下矿井定位、超市导购、停车场导航等应用领域进行了项目尝试,取得了较好的效果,正在准备进一步推广。



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