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Michael Hasselbring
可见光通信技术简介
可见光通信技术(Visible Light Communication, VLC)是利用LED等发出的肉眼难分辨的高速明暗变化的光信号来传输信息。简单来说,就是灯光通信。2011年,美国时代周刊把基于可见光通信技术的“LiFi”排在全球50大发明中的第8位;2012年基于可见光通信的“光怪路由”又入选CCTV2的“创新科技环球新锐榜”。
作为一种无线光通信新技术,与传统的射频无线电通信相比,可见光通信具有如下比较优势:
1. 高速
可见光的频率是385 THz到789 THz,比2.4 GHz或 5 GHz的WiFi的工作频率要高5个数量级,一般来说载波频率越高,通信速率越高。
2. 大容量
首先,可见光频谱宽度400 THz,频谱资源丰富。其次,因为光的空间复用性比电的空间复用性要好,能建立比无线电更小的无线光小区(比如0.36平方米),故可以在给单个用户提供高速实时通信的同时,通过众多非常小的无线光通信小区组网能实现无线光网络系统的超大容量。
3. 安全
首先,可见光和射频信号的频率相差很大,光通信不容易受到射频信号干扰。其次,可见光通信的信号可见易控,靠灯珠的透镜、灯具的灯罩和使用场景的窗帘等遮挡物就可以灵活控制信号覆盖区域,同时能通过肉眼观察信号覆盖区域,并能有效防止信息泄露。
4. 节能
可见光通信可以利用照明、显示LED来复用实现通信功能,近似于光源的“零能耗”通信,有助于实现“碳达峰”、“碳中和”的目标。
5. 低成本
首先,现成的可见光通信基站数量巨大,2017年,中国LED灯在用数量约为93.6亿只。其次,利用现有照明网络,结合电力载波通信技术或者以太网供电技术就能实现照明网络和通信网络的复用,无需重新布线。
总的来说,可见光通信兼具了光通信的高速以及无线通信的灵活这两大优点,同时“可见”能带来极大的操控便捷性。所以,2016年《“十三五”国家科技创新规划》中把可见光通信技术列为了新一代信息技术,2021年6G推进组把可见光通信技术定义成了6G潜在关键技术之一。
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