产学研用结合推动可见光技术的发展和应用

中国工程院院士、解放军信息工程大学校长 邬江兴

随着经济社会的发展与绿色照明技术的推进，近些年来国际上掀起了可见光通信的研究热潮。可见光通信的出现，对于传统的照明产业和通信产业，都会带来深刻的影响。

信号通过数据线即电线传到灯头上，再从灯头发光，经由光选择器，凡肉眼可以看到的光线都可以传输数据，这就是可见光通信的基本原理。可见光通信在室内的应用，既可以传输一些低速数据，也可以传输高速的图片数据，所以它是无线电波以外能够提供高速度接入的最佳方法。

简单地说，绿色照明+宽带通信=信息绿色之光。它有六大特性：一是泛在，人类70%、80%的活动都在有室内照明下进行。二是高速，频率资源是现在无线通信的一万倍。三是健康，无线电波对人体健康的影响还无法定论，但电灯从爱迪生发明至今已接近200年，对人体无害已无异议。四是节能。五是安全，不会造成无线电的泄漏。六是经济。

无线移动通信方便、快捷，得到了充分的发展，但今天已经遇到了一个天花板，就是频率不够。美国CISCO公司预测，到2015年网络数据量将超越现有无线频率资源承受能力，尤其中国人口基数大、居住密度高，频率资源与宽带通信需求矛盾更加突出。

可见光通信技术是解决这一矛盾的突破口。全世界粗略统计，有140亿盏路灯，300亿室内照明灯。如果说每一盏灯相当于一个无线基站，也就是路由器，将会形成庞大的具有潜在的室内高速接入和潜在的室外可见光基站网络，有光的地方都可以作为信息的切入点。移动通信的使用频率不够，可以把室内的频率移到室外去，室内用可见光来替代。现在的通信系统只有对流的方式，互联网也是，可见光通信使用辐射，将带来现有网络的通信架构的巨大改变。

利用可见光通信技术，可极大地拓展创意应用空间。首先，它对电力照明和灯具行业来说，将衍生新型电力、照明、灯具、线材、器材，为电力线通信增添无线接入活力。其次，会产生一种新的广告服务机制，叫隐式广告。现在我们看到的是显示广告，叫广而告之，而隐式广告仅通过光可见。第三是室内定位服务。可见光将提供支持定位服务，包括隧道内、地下的定位。第四是可视化安全支付。用手机发无线电信号，或用银行卡输入密码，都存在安全隐患，若使用可见光通信，以手机的闪光灯作为信息源，通过ATM机直接完成交易，则可以实现可视化的放心支付。

在可见光通信产业化路线图方面，2008年欧盟提出了构建家庭区域宽带通信网，2008年底美国科学基金会也专门设定了一个可见光通信的目标，2011年爱丁堡大学工程学院提出了Li-fi的概念。

我国在863计划和973计划支持下，由解放军信息工程大学、东南大学、北京大学、清华大学、复旦大学、中科院半导体所等单位共同承担的项目也取得了很好的成果。目前我国在核心技术和关键指标上达到了国际的先进水平，与国外技术处于同一起跑线上，这意味着一个巨大的发展前景。

以绿色信息之光照亮中国，可见光通信是抓手级战略性新兴产业，它对升级传统产业、催生新兴产业、变革商业模式、繁荣服务行业等方面都有重要的意义，直接或间接效益将达到数万亿人民币。