VLC(可见光)技术是一种在白光(LED)技术上发展起来的新兴的光无线通信技术。 一、VLC技术定义。 VLC技术是指利用可见光波段(380~780nm)的光作为信息载体,无需光纤等有线信道的传输介质,在空气中直接传输光信号的通信技术。 可见光通信系统的核心就是在LED灯里加入微小芯片成为通信基站,甚至还具备GPS无法达到的精准定位功能。由此可见,利用照明LED灯光传输信息将是一种新兴的、绿色的及高速的无线通信方式,具有极大地发展前景,已引起人们广泛地关注和研究。 二、VLC技术特点。 VLC技术具有以下特点。 (1)广泛性：LED的响应时间短、寿命长和无辐射,所有的LED灯都可成为互联网的基站。 (2)高速率性：通信速度可以达到每秒数十兆甚至数百兆,未来的传输速率还有可能超过光纤的传输速率。 (3)宽频谱：其频谱的宽度是射频频谱的1万倍,无需频谱的使用许可执照,也解决全球无线频谱资源严重短缺现状。 (4)低成本：利用已有的照明线路可实现光通信,不必新建基础设施。 (5)高保密性：只要遮住光线,信息就不可能向照明区以外泄漏。 (6)实用性：可以对无线通信覆盖的盲区作填补,如地铁、隧道、航海、机舱及矿井等无线通信不畅的区域。 VLC技术有很多优点,却也面临很多技术难题。 (1)信号易被切断：LED灯光若被阻挡,网络信号无法穿透阻挡物。 (2)数据难回传：数据线与电力线不能很好融合,反向链路受干扰导致数据无法回传。 (3)无专用探测器：光线散乱而多方向,在光源和探测器间存在不同光路。 现广泛使用的硅基探测器灵敏度差不能准确地接收,导致用户使用时无法准确接人入,也不能准确切换等。 (4)码间干扰：因不同光路径到接收端的时间不一样,过程有码间干扰。 (5)无专业集成芯片：要与Wi-Fi一样被广泛应用及产业化,必须有相当成熟的专用芯片,但目前无可见光通信系统芯片,限制了可见光通信技术的产业化发展。
目前,可见光通信并不能成为传统无线通信技术的竞争对手,只能作为其应用的补充,与传统无线通信技术相辅相成,相融共生。但如能突破以上瓶颈,产生杀手铜式的应用,那么可见光通信系统技术也会有无限的发展前景。
三、VLC技术应用。
VLC技术一旦在技术上取得突破,应用领域非常广泛。
(1)可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传播,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以实现对家用电器和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,将提供更加节能、环保、方便和现代的城市生活方式。
(2)可用于射频辐射敏感或受限领域：在飞机、医院、工业等控制领域,对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、手机等设备就能连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,存在传播途中的数据损失等间题,利用可见光通信技术实现水下高宽带通信在海啸监控、地震监控、海底考古、潜艇内部以及搜救工作有着广泛的应用前景。
(3)可用于信息安全和安全通信领域：尤其是在政府、金融、海关等由于信息安全需要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。
(4)可用于室内定位领域：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位置信息通过LED照明设施进行传递,从而实现精确的室内定位。
(5)可运用于视觉信号和数据传输领域：信号灯在航海和地面交通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。
(6)可用于智能交通和车联网领域比如车辆前照灯与车辆后照灯之间的可见光通信、车辆前照灯与LED交通灯之间的可见光通信、车辆与LED路灯之间的可见光通信;当车灯照到了路边的路牌,路牌马上可以给车辆导航仪传输附近的路况,并告知到达目的地最通畅的道路,让用户拥有更好的驾驶体验;当车辆靠近时,主动提示刹车信息,或实现自动刹车等。
目前,已正式发布的短距离无线通信技术比较见表3-2。
