和白炽及荧光灯相比，白光发光二极管具有寿命长、光效高、功耗低、无辐射、安全性好、可靠性高等特点，被称为"绿色照明"并得到迅猛发展。白光LED在未来市场极具竞争力。世界范围内约140多亿的白炽灯转换成更节能的LED。日本政府10年前就将LED作为21世纪照明技术，中国政府也发布了在几年内逐步结束白炽灯的销售政策。
      除了照明优势外，LED还具备响应时间短和高速调制等特性。白光LED高速调制所引起的光闪烁不容易被人眼察觉，可以在照明同时提供数据通信的功能。这种在380~780nm可见光谱段进行数据通信的技术简称为可见光通信(VLC)技术。VLC在中、短距离安全保密通信、高精度准确定位、交通运输通信和室内导航等领域具有很大潜力，尤其是可以替代射频解决"最后1m"的问题。
      和无线电波相比，可见光通信有很多优势：1)信息量在以摩尔法则发展，无线电频谱很多频段已被占用，VLC利用的是高于3THz且尚属于空白频谱的可见光频谱，不受使用许可证限制；2)可见光不能穿透建筑墙，相互邻近封闭单元中VLC信号不会相互干扰，安全性高，保密性好；3)可见光收发器件设备简单，价格低廉；4)可见光波长属于亚微米级，在准确方向定位上具有明显优势；5)VLC能够替代无线电在某些电磁干扰敏感的特定场合(如飞机、医院、核电站或者石油钻探等)中的应用。
      VLC和RF相比最明显的不足是可见光传输速率受通信距离限制相对明显。VLC采用非相干通信模式，VLC通信路径损失是距离的4次方，而相对RF来讲，损耗是距离的平方。LED具有固有非线性电流-强度特性，性能随温度增加而急剧下降，输出光色以及设备寿命也快速减少。此外，灯光变暗会对传输功率和传输性能产生一定影响。这些不利因素限制了VLC的应用，VLC也不可能完全取代高速RF通信。如何充分利用VLC优势，克服不利因素以提升VLC通信性能是当今研究的热点。
      VLC技术最早于1999年由香港大学GranthamPang提出并针对VLC开展了音频传输的研究。日本随后对VLC展开了积极深入的研究。2003年，可见光通信协会在日本成立。目前，越来越多的机构和组织致力于VLC关键技术的研究。典型的研究机构包括：欧洲项目家庭千兆接入网、美国光通信中心、德国海因里希赫兹、夫琅禾费通信研究所、荷兰飞利浦公司、法国电信、牛津大学、澳大利亚莫纳什大学以及中国科学技术大学、复旦大学等。这些机构在VLC的理论、算法、仿真及实验方面做出了突出性成果。但VLC的发展尚处于起步阶段，和成熟工业、生活以及军事应用之间还有一段距离，很多的技术难点亟需解决。而目前随着我国LED产业快速爬升，目前已在“可见光通信系统关键技术研究”获得了重大突破，实时通信速率提高至50gbps(比特每秒)，相当于0.2秒就能完成一部高清电影的下载。
     VLC基本链路及通信标准
      1.1VLC基本链路

关键词:仪器仪表 可见光通信 传感器

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