燈光，可以照亮黑暗、傳遞溫暖。但你知道嗎？它其實(shí)也能讓你通達互聯(lián)網(wǎng)，甚至擁有“GPS衛星”的功能……

1月4日，大河報記者獲悉，由信息工程大學(xué)牽頭承擔的國家863計劃項目以及鄭州市重大專(zhuān)項“可見(jiàn)光通信系統關(guān)鍵技術(shù)研究與應用”取得重大突破。一舉將可見(jiàn)光實(shí)時(shí)通信速率提高至50Gbps，是當前公開(kāi)報道的國際最高水平的5倍，相當于0.2秒即可下載完成一部高清電影。

只需一盞LED燈，就能實(shí)現高速上網(wǎng)，這一技術(shù)究竟如何實(shí)現？本次突破，是否意味“光互聯(lián)”即將進(jìn)入尋常百姓家呢？

【突破】可見(jiàn)光實(shí)時(shí)通信速率提高至50Gbps是國際最高水平的5倍

“可見(jiàn)光通信技術(shù)，通俗地說(shuō)，就是在有燈光的地方就可以實(shí)現通信、監控、定位。”信息工程大學(xué)可見(jiàn)光通信實(shí)驗室常務(wù)副主任張劍教授介紹說(shuō)，它的“秘密”在于LED燈燈泡，跟普通日光燈、白熾燈不同，LED燈可快速明滅，閃動(dòng)頻率極高，從而能承擔發(fā)送信息任務(wù)。

近年來(lái)，無(wú)線(xiàn)通信業(yè)務(wù)與應用的海量需求，促使射頻識別、藍牙、超寬帶、WiFi等新的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)層出不窮，加劇了無(wú)線(xiàn)電頻譜資源的供求矛盾。而作為一種全新的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，可見(jiàn)光通信在世界范圍內頗受重視。

2011年年初，在我國信息領(lǐng)域著(zhù)名專(zhuān)家、中國工程院院士鄔江興的推動(dòng)下，信息工程大學(xué)可見(jiàn)光通信實(shí)驗室正式掛牌成立，并開(kāi)始承擔國家863計劃“可見(jiàn)光通信系統關(guān)鍵技術(shù)研究”項目。

幾年來(lái)，實(shí)驗室在基礎研究領(lǐng)域達到國際領(lǐng)先水平——

2014年11月，實(shí)驗室研發(fā)的煤礦井下可見(jiàn)光通信與定位系統，在平頂山平煤神馬集團的巷道安裝測試成功，這是可見(jiàn)光通信技術(shù)第一次進(jìn)入煤礦井下的應用示范。如今，項目研究再次取得重大突破，將可見(jiàn)光實(shí)時(shí)通信速率提高至50Gbps，是當前公開(kāi)報道的國際最高水平的5倍，相關(guān)成果已經(jīng)通過(guò)國家工業(yè)與信息化部電信傳輸研究所測試認證。

【價(jià)值】無(wú)線(xiàn)通信“光互聯(lián)”一個(gè)嶄新的資源被激活

在張劍看來(lái)，可見(jiàn)光通信蘊含巨大通信容量，激活了一個(gè)嶄新的頻譜資源，這是該技術(shù)最大的價(jià)值所在。“根據推算，網(wǎng)絡(luò )數據量會(huì )超越現有無(wú)線(xiàn)頻率資源承受能力，而可見(jiàn)光頻段介于400THz-800THz之間，是在用無(wú)線(xiàn)電頻譜的近1萬(wàn)倍，蘊含著(zhù)巨大通信容量，且無(wú)需授權。”

據實(shí)驗室主任于宏毅教授介紹，目前，全球大約擁有440億盞燈具構成的照明網(wǎng)絡(luò )，數百億的LED照明設備與其他設備融合將構筑一個(gè)巨大的可見(jiàn)光通信網(wǎng)。“可以設想一下，未來(lái)如果實(shí)現大規?？梢?jiàn)光通信的話(huà)，每盞燈都可以當做一個(gè)高速網(wǎng)絡(luò )熱點(diǎn)。人們在路燈下就能下載電影，在飛機、高鐵上借助LED光源就能實(shí)現高速上網(wǎng)……”實(shí)驗室汪濤博士在受訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。

此外，可見(jiàn)光通信頻段避開(kāi)了常用無(wú)線(xiàn)電頻段，不存在與現有電子設備相互間的電磁干擾問(wèn)題，與現有電子設備兼容性良好，在航空、醫療和礦井等對射頻電磁輻射敏感及有嚴格限制的領(lǐng)域，可見(jiàn)光通信的無(wú)電磁輻射特性則可使其大顯身手。

【優(yōu)勢】綠色安全無(wú)輻射

對于習慣了光纖上網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)WIFI的大眾來(lái)說(shuō)，可見(jiàn)光通信似乎還是個(gè)新生事物。兩者相比，可見(jiàn)光通信究竟會(huì )有哪些優(yōu)勢？

“可見(jiàn)光通信技術(shù)的應用范圍，是超出想象的。”張劍說(shuō)，無(wú)論是在飛機上，還是在礦井下，只要有燈光便可以進(jìn)行通信；每盞路燈都可成為一個(gè)路由器；汽車(chē)通過(guò)頭燈和尾燈，彼此之間交換信息……

首先，跟傳統無(wú)線(xiàn)電通信相比，可見(jiàn)光通信的調制帶寬、安全性和私密性極高，無(wú)電磁干擾和輻射，也無(wú)需頻段許可授權，借助LED燈就可低成本實(shí)現高寬帶高速率無(wú)線(xiàn)通信，是典型的綠色通信技術(shù)。

同時(shí)，由于可見(jiàn)光具有定向輻射、快速衰減的特點(diǎn)，可以將其覆蓋范圍控制在有限范圍內，從而大大降低了無(wú)線(xiàn)信號泄露的概率，通信安全性可以得到保證，從房間外進(jìn)行信號竊取和干擾非常困難。

“基于上述優(yōu)勢，這一技術(shù)可廣泛用于導航定位、安全通信與支付、智能交通管控、超市導購、隱式廣告等新興領(lǐng)域。”張劍說(shuō)。昨天，記者在信息工程大學(xué)看到，該技術(shù)應用于導航定位、影視廣告等領(lǐng)域的研發(fā)產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)發(fā)完成。

【規劃】鄭州金水區10萬(wàn)戶(hù)居民今年有望用臺燈上網(wǎng)學(xué)習、娛樂(lè )

那么，可見(jiàn)光通信技術(shù)究竟啥時(shí)候能進(jìn)入尋常百姓家呢？

據實(shí)驗室朱義君副教授介紹，我省高度重視可見(jiàn)光通信技術(shù)研究，基于該技術(shù)的環(huán)保特點(diǎn)，今年鄭州市政府計劃投資2000萬(wàn)元，重點(diǎn)在金水區打造一個(gè)應用示范項目。建立綠色智慧信息網(wǎng)絡(luò )，覆蓋金水區大約10萬(wàn)戶(hù)居民。“讓可見(jiàn)光通信技術(shù)真正進(jìn)入居民家中，讓家長(cháng)、孩子在LED臺燈下就能上網(wǎng)學(xué)習、娛樂(lè )。”

另外，可見(jiàn)光通信模塊將來(lái)有望設置到手機內，讓手機能隨時(shí)隨地聯(lián)系可見(jiàn)光網(wǎng)絡(luò )。

【釋疑】可見(jiàn)光通信不僅僅是“Li-Fi”

據了解，1998年香港大學(xué)首先提出室外可見(jiàn)光通信概念，并于1999年實(shí)現了首個(gè)可見(jiàn)光通信系統。此后，日本、美國等國政府及研究機構開(kāi)始出重金研發(fā)。2011年，愛(ài)丁堡大學(xué)哈斯教授提出Li-Fi概念，讓可見(jiàn)光通信以一種全新理念進(jìn)入全世界視野……

“而自打該理念提出之后，不少人總把可見(jiàn)光通信簡(jiǎn)單地理解為‘Li-Fi’。”張劍告訴記者。

據了解，“Li-Fi”是“可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信”的英文縮寫(xiě)，是利用快速的光脈沖無(wú)線(xiàn)傳輸信息。它是運用已鋪設好的設備(無(wú)處不在的LED燈)，通過(guò)在燈泡上植入一個(gè)微小的芯片形成類(lèi)似于A(yíng)P(WiFi熱點(diǎn))的設備，使終端隨時(shí)能接入網(wǎng)絡(luò )。該技術(shù)通過(guò)改變房間照明光線(xiàn)的閃爍頻率進(jìn)行數據傳輸，只要在室內開(kāi)啟電燈，無(wú)需WiFi也便可接入互聯(lián)網(wǎng)。

“‘Li-Fi’是基于可見(jiàn)光通信技術(shù)的無(wú)線(xiàn)應用，不能等同于可見(jiàn)光通信?，F在有很多人將兩者簡(jiǎn)單地畫(huà)等號，這是不太準確的。”張劍說(shuō)，可見(jiàn)光通信技術(shù)使幾乎無(wú)處不在的照明設備搖身一變，具備了“無(wú)線(xiàn)路由器”、“通信基站”、“網(wǎng)絡(luò )接入點(diǎn)”甚至“GPS衛星”的功能。