產學研用結合推動可見光技術的發展和應用

中國工程院院士、解放軍信息工程大學校長 鄔江興

隨著經濟社會的發展與綠色照明技術的推進，近些年來國際上掀起了可見光通信的研究熱潮?？梢姽馔ㄐ诺某霈F，對于傳統的照明產業和通信產業，都會帶來深刻的影響。

信號通過數據線即電線傳到燈頭上，再從燈頭發光，經由光選擇器，凡肉眼可以看到的光線都可以傳輸數據，這就是可見光通信的基本原理?？梢姽馔ㄐ旁谑覂鹊膽?，既可以傳輸一些低速數據，也可以傳輸高速的圖片數據，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%的活動都在有室內照明下進行。二是高速，頻率資源是現在無線通信的一萬倍。三是健康，無線電波對人體健康的影響還無法定論，但電燈從愛迪生發明至今已接近200年，對人體無害已無異議。四是節能。五是安全，不會造成無線電的泄漏。六是經濟。

無線移動通信方便、快捷，得到了充分的發展，但今天已經遇到了一個天花板，就是頻率不夠。美國CISCO公司預測，到2015年網絡數據量將超越現有無線頻率資源承受能力，尤其中國人口基數大、居住密度高，頻率資源與寬帶通信需求矛盾更加突出。

可見光通信技術是解決這一矛盾的突破口。全世界粗略統計，有140億盞路燈，300億室內照明燈。如果說每一盞燈相當于一個無線基站，也就是路由器，將會形成龐大的具有潛在的室內高速接入和潛在的室外可見光基站網絡，有光的地方都可以作為信息的切入點。移動通信的使用頻率不夠，可以把室內的頻率移到室外去，室內用可見光來替代?，F在的通信系統只有對流的方式，互聯網也是，可見光通信使用輻射，將帶來現有網絡的通信架構的巨大改變。

利用可見光通信技術，可極大地拓展創意應用空間。首先，它對電力照明和燈具行業來說，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，會產生一種新的廣告服務機制，叫隱式廣告?，F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。第三是室內定位服務?？梢姽鈱⑻峁┲С侄ㄎ环眨ㄋ淼纼取⒌叵碌亩ㄎ?。第四是可視化安全支付。用手機發無線電信號，或用銀行卡輸入密碼，都存在安全隱患，若使用可見光通信，以手機的閃光燈作為信息源，通過ATM機直接完成交易，則可以實現可視化的放心支付。

在可見光通信產業化路線圖方面，2008年歐盟提出了構建家庭區域寬帶通信網，2008年底美國科學基金會也專門設定了一個可見光通信的目標，2011年愛丁堡大學工程學院提出了Li-fi的概念。

我國在863計劃和973計劃支持下，由解放軍信息工程大學、東南大學、北京大學、清華大學、復旦大學、中科院半導體所等單位共同承擔的項目也取得了很好的成果。目前我國在核心技術和關鍵指標上達到了國際的先進水平，與國外技術處于同一起跑線上，這意味著一個巨大的發展前景。

以綠色信息之光照亮中國，可見光通信是抓手級戰略性新興產業，它對升級傳統產業、催生新興產業、變革商業模式、繁榮服務行業等方面都有重要的意義，直接或間接效益將達到數萬億人民幣。