只要有光就能上網，可見光通信專用晶元組來了

科技日報記者 喬地

「大家都知道，光線是提供照明的，但是現在也可以用來傳遞信息了！這樣的一個夢想實現了！有光就可以傳信息，未來我們見到有光的地方就是可以上網的地方！所以，現在我們知道有WI-FI，未來我們還將知道LIFI，有光的地方就是上網的地方！」 8月24日，在重慶舉行的首屆中國國際智能產業博覽會上發布的全球首款商品級超寬頻可見光通信專用晶元組，引起了讀者的廣泛興趣。那麼，可見光通信是什麼？未來將怎樣改變我們的生活？科技日報記者為此專訪了中國工程院院士、可見光晶元主要研製者鄔江興教授。

通信不花錢的目標有可能實現

鄔江興說，這次發布的晶元組，由戰略支援部隊信息工程大學可見光通信技術團隊，與東莞信大融合創新研究院、天津市濱海新區信息技術創新中心和重慶高新技術產業開發區等軍地單位聯合研發完成。

該晶元組由光電前端晶元和數字基帶晶元組成，可支持每秒Ｇ比特量級的高速傳輸，全面兼容主流中高速介面協議標準。可為室內及家庭綠色超寬頻信息網路、基於虛擬現實功能的家庭智慧服務、高速無線數據傳輸、水下高速無線信息傳送、特殊區域移動通信等領域可見光通信應用提供晶元級的產品。

鄔江興說，這個晶元做出來以後，有可能以後的手機要顛覆現在手機的生態環境，它標誌著中國通信邁入晶元時代。在使用規模化以後，這個晶元會很便宜，可以說是通信不花錢的目標都有可能實現。可見光通信已經成為世界各國爭相研發的制高點。據《2014年歐洲可見光通信組織市場調查報告》預測，可見光通信產業規模將在2022年超過2千億美元。

在飛機上使用手機更自由

談到未來可見光通信會給我們的生活帶來怎樣的變化？鄔江興說，由於可見光通信不會產生電磁干擾，因此當其應用于飛機等環境之中，乘客在飛機上使用終端設備將變得更加自由；而對於在水下、礦下作業的工人來說，僅靠一束光，就能實現通話和數據傳輸，相信將會進一步提升工作效率。「可以說，天上、地下都大有用武之地。」

在汽車領域，引入可見光通信技術，將有望加速車聯網的進程，並打造更多創新應用。比如當車燈照到了路邊的路牌，路牌馬上可以給車輛導航儀傳輸附近的路況，並告知到達目的地最通暢的道路，讓用戶擁有更好的駕駛體驗；再比如當車輛靠近時，主動提示剎車信息，或實現自動剎車等等。

可見光通信還有助於構築智慧生活。藉助可見光通信的特性，早上我們起床打開燈，就能通過各種終端設備（電視、平板、手機等），在第一時間了解天氣狀況、得知最新的出行信息以及國內外重要新聞等；而家庭成員間分享數據信息時，更可實現「秒傳」。

「非常可喜的是，重慶市兩江新區政府和鄭州市高新區政府計劃開展規模化智慧家庭試點的應用，大家會在兩年內看到一個智慧家庭的樣子。」鄔江興說。

可見光通信

一個138年的夢想！

說到可見光通信，鄔江興說：「這並非最近幾年才出現的新概念，其實早在電話剛剛誕生的年代，科學家們已經有了這一夢想。」大家都知道，世界上第一台電話機是貝爾發明的，其實他還有另外一項偉大的發明，這就是光線電話 （photophone）。1880年，他通過調節光束的變化來傳遞語音信號，從而實現雙方無線對話——這就是人類第一次實現無線電話，利用的正是可見光通信。

鄔江興說，可惜當時電話尚未普及，光線電話也被認為實現難度大，實用價值不高等原因，沒能得到實際推廣。

進入21世紀，隨著LED燈的逐步普及，可見光通信研究再度興起，並且不斷取得新突破。LED（發光二極體)燈比以往的熒光燈和白熾燈，都可以支撐更快的開關切換速度。通過給普通的LED燈加裝微晶元，就能使LED燈以極快的速度閃爍，從而利用LED燈發送數據。

鄔江興向科技日報記者詳述了可見光通信的研究歷程：在2000年可見光通信剛剛興起之時，有限的調製帶寬限制了可見光通信的傳輸速率，起初僅有幾十KB每秒；2010年以後，可見光通信的速率才有了質的提升，德國弗勞恩霍夫研究所的團隊將通信速率提高至 513Mbps創造世界紀錄；2013年，中國復旦大學研發出3.75Gbps離線數據傳輸的速率，創造世界紀錄；同年，英國眾多高校的科研人員又把離線速率刷新到10Gbps；2015年12月，經國家工信部測試認證，「可見光通信系統關鍵技術研究」又獲得重大突破，實時通信速率提高至50Gbps，這就是他帶領解放軍信息工程大學團隊實現的。

但是，此前可見光通信產業一直受「無超寬頻專用晶元」的困擾，缺乏高質量、高水平、大規模產業化的實施基礎。隨著該晶元組的推出以及後續更高性能晶元組的持續研發，可見光通信技術產業將加速市場化推進步伐，在物聯網、信息安全、工業控制、車聯網等諸多行業市場能迅速獲得新興技術導入因素帶來的比較優勢，顯著增強市場競爭活力。特別是在以虛擬現實功能為基礎的新一代智慧服務方面，該晶元組有望大幅提升用戶在高速、綠色、泛在、便捷以及「萬物互聯」的家庭信息網路中的服務體驗，同時拉動綠色照明與通信、信息化照明終端、新型電力線材、家庭感測器等上下游相關產業鏈的快速發展。

展望未來，鄔江興說，可見光通信商品級專用晶元組一旦規模化量產，對於扭轉可見光通信產業和應用市場長期徘徊不前局面，突破室內短距離超寬頻無線光互聯技術瓶頸，開創以虛擬現實為基礎功能的智慧家庭新型服務方面，具有里程碑式的意義。可見光通信也將與WiFi、蜂窩網路等通信技術交互融合，在物聯網、智慧城市（家庭）、航空、航海、地鐵、高鐵、室內導航和井下作業等領域帶來創新應用和價值體驗。

只要頭頂上有燈光照耀，理論上無論是傳輸數據信息、上網，還是進行語音、視頻通話，亦或是調節物聯網設備的開關，均可輕鬆實現，而且藉助超高的傳輸速率，應用體驗遠超WiFi和現有網路，而且具有高速率性、無電磁輻射、密度高、成本低、頻譜豐富、高保密性。

來源：科技日報 文中圖片由作者提供

編輯：陳小柒

審核：王小龍

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