如果燈泡能通信，您想讓它做什麼

編者按：除了作為照明光源，LED 燈作為通信光源，在無線通信領域也越來越受到大家的關注。而可見光通信，就是依託LED 照明，進行照明與通信的融合，實現無線領域從電磁向光傳輸演進的一項新技術。

2008年，中科院啟動了半導體照明信息網（Solid State LightingInformation Network,S2-link）技術研究。2009年，中科院半導體研究所研發的可見光通信演示系統參加了2009中國國際工業博覽會展示；2010年，在上海世博會上展示了燈光控制家用電器和燈光上網。

據《江湖月報》報道，近期，閉關修鍊多年的 S 哥（擅長技能：可見光通信技術）與無線江湖大佬 W 哥（擅長技能：WiFi 技術）進行了一場虛擬的無線通信技術武林對決，若干吃瓜群眾現場觀摩。

第一回合：高速

賽況：比賽現場有微波爐、無線路由器等射頻干擾源，屬於電磁信號複雜區。W 哥的 WiFi 信號受到嚴重的鄰頻干擾，300 M 的網卡連50 M 也跑不到。而 S 哥的燈光上網信號，因為不怕電磁干擾，輕鬆跑到610 M 。

註解：可見光的光波頻率大概是百 THz 量級，WiFi 的電波頻率大概 GHz 量級。一般來說光通信比電通信要快，且因為頻率相差很大，光通信也不容易受到電磁信號干擾。

WiFi 使用的 IEEE 802.11b/g 標準的工作頻段為2.4 GHz ，而日常生活中許多電氣設備輻射的射頻信號正好工作在這一頻段，如：微波爐、藍牙設備、無繩電話、電冰箱等，所以 WiFi 無線網路肯定會受到影響。

如果在無線環境中存在多台無線設備，則還有可能產生頻道衝突，無線信號串擾的問題。如果距離無線設備及電纜線路100米內有無線電發射塔、電焊機、電車或高壓電力變壓器等強信號干擾源，則也有可能會對無線信號或設備產生強幹擾。

第二回合：大容量

賽況：比賽現場提供10 Gbps 的高速光纖到戶，請 W 哥和 S 哥為多用戶提供高速無線上網服務。因為目前1個無線路由器和1盞 LED 燈都不能實現10 Gbps 的實時通信，故只能採用多個無線路由器和多盞燈來分配10 Gbps 的有線帶寬。

W 哥的 WiFi 信號受到多個無線路由器嚴重的鄰頻干擾，下載進度條很慢。而 S 哥的燈光上網信號，因為燈罩限制光串擾，每個用戶輕鬆跑到100 Mbps - 300 Mbps 。

註解：射頻信號不容易局限信號的覆蓋範圍，故多個路由器的信號會交疊，產生鄰頻干擾，嚴重影響上網速度。可見光通信利用 LED 的透鏡或燈罩可以把光局限在很小的區域，故可以通過分割非常多的熱點小區來提高整個系統的通信總容量，在一個幾十平米的房間內實現數十 Gbps 的無線容量沒有任何問題。

第三回合：安全

賽況：比賽現場進行了無線上網安全性測試，通信安全大家都關心啊。W 哥的 WiFi 信號因為會穿牆，被人抓包後進行了破解密碼，財產損失慘重。而 S 哥的燈光上網信號，因為窗帘就能阻擋燈光外泄，3位黑客在黑暗中沒搜到信號，據說他們的眼淚打濕了窗玻璃。

註解：一般現在的無線路由器能穿兩扇混凝土牆，要是輻射功率大的路由器則信號穿牆更厲害。雖然銀行賬號和密碼等信息會經過加密後傳輸，但是只要數據包能被人截獲，就有可能被破解。倘若黑客搭建一個 WiFi 釣魚熱點，你以為是連接的自己家路由器，實際上是老王的釣魚熱點，細思極恐吧。

燈光不穿牆，穿窗帘都不行，只要你用自己的眼睛看好了，光沒有外泄，再牛的黑客也抓瞎。如果有人口袋裡揣個偽基站到機場釣魚，可能沒法發現。但是，如果咖啡廳里突然多出一盞燈，店員的眼睛肯定能看到。

觀眾互動

通過上面三個回合的比拼，吃瓜群眾們開始了解可見光通信的特點和意義了。面對這樣一項無線通信新技術，幾位觀戰的吃瓜群眾提出了不同的應用需求。

針對大家的應用需求，尤其針對那些產品眾籌的呼聲，S 哥是這樣回答的：以一己之力，促學以致用！這是我的情懷。十三五期間的國家重點研發計劃項目「可見光通信關鍵技術及系統研發」，主要研發基於大功率熒光型 LED 的高速實時可見光通信技術涉及的光源、探測器、專用集成電路和模塊，並實現商業級的應用示範。希望我國能把握住這次無線通信新技術的變革發展機遇。

友情提示：想學蓋世神功的人，請瀏覽作者陳雄斌的個人科研主頁(http://www.escience.cn/people/jason/)，或者瀏覽可見光通信技術科普網站(http://www.goinghome.com.cn)。同時，別忘了參加「如果燈泡能通信，您想讓它做什麼？」科普互動哦。

作者：陳雄斌

來源：中國科學院半導體研究所