遲楠：LI-FI技術(shù)及應(yīng)用

　　廣州國際照明展期間，復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院遲楠教授在2017年阿拉丁論壇-整合未來論壇上做了題為“LI-FI 技術(shù)及應(yīng)用”的演講，對LI-FI的技術(shù)、應(yīng)用案例及發(fā)展前景進(jìn)行了詳細(xì)講解。筆者整理了遲楠教授的演講內(nèi)容，與大家一起揭開LI-FI神秘面紗。

　　LI-FI技術(shù)背景

　　有一個業(yè)外人士說了一句話，可見光通信沒有電池輻射，對人體是安全的，而且它的空間利用率也比較高，照明和通信結(jié)合起來，是面向未來的技術(shù)。

　　可見光通信技術(shù)的興起可以追溯到十幾年前，早在2000年，日本就提出了可見光通信的技術(shù)。隨后其他國家也投身到這項(xiàng)研究中，美國的國家科學(xué)基金會成立了一個研究中心，專門研究空間的光通信技術(shù)。歐盟在可見光方面也持續(xù)有支持。國內(nèi)包括復(fù)旦大學(xué)，中科院半導(dǎo)體所等高校和研究機(jī)構(gòu)對這方面都有研究。無論在國內(nèi)還是國外，可見光通信都是一項(xiàng)非常受關(guān)注的技術(shù)。

　　LI-FI之關(guān)鍵技術(shù)解讀

　　通信系統(tǒng)包括兩個方面，一個是發(fā)射，一個是接收。在可見光通信中，LED燈就是發(fā)射源，接收是探測器。發(fā)射源LED燈是最常見的藍(lán)光熒光LED，還有紫外的LED，包括所有的顯示屏都是紅綠藍(lán)三色LED。接收的種類是手機(jī)，一種可做高速可見光通信的手機(jī)，這樣的手機(jī)一端終端需要專業(yè)的設(shè)備，一個是光電二極管，另一個是雪崩光電二極管，手機(jī)有CCD和圖象傳感器。

　　發(fā)射的光學(xué)天線也很重要，如果要求覆蓋面廣，光學(xué)天線的發(fā)散角就要大，但是這樣傳不遠(yuǎn)。如果需要傳得遠(yuǎn)，光學(xué)天線發(fā)散角就要小。

　　還有一個需要注意的是如果使用室內(nèi)的白光作為傳輸源，必須把熒光砍掉，熒光如果留得多了，會影響信號的速率，如果信號砍得多，最后接收率也會下降。

　　關(guān)于LI-FI之幾問

　　問：燈怎么接入互聯(lián)網(wǎng)?

　　答：最簡單的方法，不需要做任何改造，電力線直接到燈，走照明的電路線，但是這個方案電力比較慢，支撐不了燈的前端高速。

　　問：直接以太網(wǎng)到燈。下一步到100G的怎么辦?

　　答：可以光纖直接拉到燈。

　　問：怎么實(shí)現(xiàn)信號的雙向傳輸?

　　答：可以用可見光，也可以用紅外，還可以用無線。

　　問：LI-FI來了，是不是WIFI就可以淘汰了?

　　答：不是，通信網(wǎng)絡(luò)都是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的框架，LI-FI可以在某些方面對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)有利的補(bǔ)充，多種通信形態(tài)都會并存。

　　LI-FI研究工作總結(jié)

　　復(fù)旦大學(xué)在可見光通信領(lǐng)域做的研究工作主要包括調(diào)制、編碼和均衡、復(fù)用、材料和芯片這四項(xiàng)。

　　1、調(diào)制。要高速，必須要經(jīng)過多維調(diào)制，在每個維度上利用信息實(shí)現(xiàn)了多維調(diào)制。復(fù)旦大學(xué)做了國際首例雙向高速的實(shí)驗(yàn)。

　　2、編碼和均衡。可見光載屏很高，但是待寬很窄，要高速就要做日均衡，日均衡可以基于軟件和基于硬件。發(fā)射信號給予指數(shù)上升的信號，平坦了就可以非常好的接收。復(fù)旦大學(xué)可以把帶寬從20兆提高到225兆

　　3、復(fù)用。做了兩發(fā)兩收的復(fù)用和可見光的偏振復(fù)用。

　　4、材料和芯片。跟丹麥技術(shù)大學(xué)合作做微結(jié)構(gòu)的LED，可以把LED的帶寬提高到6到10倍。在探測器方面集成了國際首例的3×3角平面，最新的樣機(jī)可以傳40米遠(yuǎn)

　　LI-FI的應(yīng)用案例

　　和英國的哈斯教授做的一個聯(lián)合實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在已經(jīng)拿了幾輪的風(fēng)險投資，成立了一個LI-FI公司，建了LI-FI大廈。

　　Bytelight在家樂福超市做了一項(xiàng)基于LED燈具的室內(nèi)定位技術(shù)的應(yīng)用, 這個是目前為止最成功的一個公司。韓國的Nmart也在做，主要是放在購物車?yán)?，購物車有個小突起，就是探測器.

　　法國的Oledcomm，每個展品上面都有燈，利用燈可以直接傳遞信息。

　　廣東科技廳的項(xiàng)目，核電可見光應(yīng)用。搭建了可見光的系統(tǒng)框架，也支持了視頻通話，包括頭頂?shù)臒?，工人頭上的礦燈等等

　　LI-FI發(fā)展前景

　　LI-FI在短距離，長距離，高速和低速應(yīng)用領(lǐng)域都是非常廣的，例如車燈，車聯(lián)網(wǎng)，船聯(lián)網(wǎng)，飛機(jī)上的通信等，在某些特殊領(lǐng)域的應(yīng)用具有不可替代性，比如坑道里等。智慧城市的高速接入更是為LI-FI的發(fā)展推廣提供了更多可能。

　　可見光通信現(xiàn)在在國家已經(jīng)列入了技術(shù)預(yù)測，未來十年有望借助道路上的燈光進(jìn)行上網(wǎng)，廣東的科技廳對可見光通信陸續(xù)都有支持，上海市的經(jīng)信委也把可見光通信寫入到十三五的指南?？梢姽馔ㄐ徘巴臼枪饷鞯?，也需要各位結(jié)合起來，共同推動可見光通信。