可见光通信：实现有光就有网
有灯光的地方就能上网？这可给一刻也离不开WiFi的手机党带来了福音。最近，复旦大学信息科学与工程学院传出了消息，科研人员将网络信号接入一盏1W的LED灯，灯光下的4台电脑即可上网，最高速率可达3.7G，平均上网速率能达到150M。
继续联想下去，是不是以后只要在任何一个LED灯泡中增加一个微芯片，就可让无数灯泡变成无线网络发射器，实现有灯光的地方就有网络信号？“不是科幻，却胜似科幻。”科幻作家韩松在微博上这样感叹。
这样科幻的成果是怎样实现的呢？其实，这是一种被称为“可见光通信(VLC，Visible Light Communication)”的技术，最早由日本科研人员提出并展开研究，而我国也早在2008年由暨南大学教授陈长缨研制出国内首台白光LED可见光通信样机。
如今，国际上科研人员是在通信速率上进行比拼，复旦大学此次即是刷新了世界的可见光通信速率。要想实现如WiFi般流畅上网并实现商业化推广，还有很长的一段路要走。
原理
将半导体照明技术与光通信技术相结合，利用白光LED能够高速切换开关的特点，把信息调制到LED灯光上，实现“有灯光的地方就能下载信息”
2010年上海世博会，“沪上生态家”展示区里，一盏LED灯被它的发明者赋予了智慧：它发出的光不仅照亮了桌面，还满载了丰富的资讯—在灯光下，不仅可以读书、写作，借助小巧的液晶屏幕，人们还可以通过灯光观看电影、欣赏音乐、下载信息。
这就是国内首个“白光LED节能灯构筑的无线通信系统”，由陈长缨亲手做出。作为没有任何资源可供利用的先行者，陈长缨自嘲自己是在“做老木匠的活”，灯里的LED小灯珠都是他手工一个个焊起来，成本不到100元。
研发
LED最早的用途就是通信，在其功能延伸到照明后，科学家开始不断尝试使它再回归到通信上去。目前，可见光离线最高单向传输速率达3.7G
陈长缨介绍，LED用在通信技术上，其实是一种功能的“回归”。
LED的中文全称为发光二极管，是一种能发光的半导体电子元件。
由于工作电压低、工作电流小、抗冲击和抗震性能好、可靠性高、寿命长，尤其是可以通过调制通电电流的强弱方便地控制发光的强弱，LED最初被用来通信，在许多电子设备中用作信号显示器，在一些光电控制设备中用作光源。
1977年，陈长缨在我国光纤通信的发源地—武汉邮电科学研究院工作，“当时一部分光纤通信系统就是用LED来作为信号光源的”。
如今的白光LED是1997年由日本日亚公司(Nichia Corporation)发明的。
2008年10月在国际著名的三大电子展之一的东京国际电子展，日本太阳诱电公司向全世界首次现场展出了一个白光LED的通信系统，不过，它的最大传输距离仅20cm。
两个月之后，陈长缨团队的白光LED通信样机也通过了广州市科技局的项目验收，他的样机的传输距离已大于2.5米。次年11月该套样机亮相深圳高交会并现场表演。2010年5月受上海世博会主办方的特别邀请，这套样机作为中国唯一的白光LED照明-通信兼用系统亮相世界博览会并现场长期演示直至展会结束。
今年年初，复旦大学迟楠的课题组刚刚发表了可见光传输速率在1.5G的科研成果，这一速度很快就被国际学界同行刷新。就在前几天，迟楠课题组宣布在实验室创造了新的传输速度世界纪录：离线最高单向传输速率达到3.7G，实时系统平均上网速率达到150M。
未来
可见光通信技术可以实现信息的高速下载，但说到“上网”还言之过早。LiFi不是WiFi的竞争对手，它们是相辅相成的技术
“今天我们用WiFi，明天我们用LiFi。”在一张图解中，美国研究者提出了对这项技术的美好设想：在一盏盏灯光底下，人们就可以享受到高速上网。
对此，陈长缨并不乐观。他认为，可见光通信技术可以实现信息的高速下载，但说到“上网”还言之过早，“白光LED通信上网最大的技术问题是难以建立反向信道。”
上网是要实现数据的下行和上行，既要下载信息，也要能上传信息。但是，难道还要在电脑和手机上再装一个LED灯往回照吗？
目前，复旦大学课题组一共做出了10台样机可以实现数据上传，从已展示的样机上看，确实是“再装一个LED灯往回照”。“数据上传的方案，我们归纳有3种，一种是双向可见光通信，这要求笔记本有LED灯。其次是下行可见光，上行红外。还有就是半光模式，下行可见光，上行采用无线的方式。”迟楠介绍。
但陈长缨认为，各种数据上传方案无疑增加了这套系统的复杂程度。
哈斯也认为，LiFi不是WiFi的竞争对手，它们是相辅相成的技术，可以实现一些无线电波传输所不能实现的功能。
“只要是有灯光的地方，就有传输资料的潜在方式。”哈斯举例来说明这项技术的无限前景：在海底，无线电通信会受到阻隔，但光线会畅通无阻。潜入海底的遥控车，用光来照亮海底的空间，这个光源就可以用来传输资料，使得在海底的装置之间实现彼此通信。
目前不能在石化工厂里使用无线电频率，它可能使天线产生火花，但使用光进行通信是安全的。在医院里，可用于新型医疗设备，不用担心设备间的无线电干扰。在飞机上，也可以通过机舱里的灯光下载影片观看。
陈长缨认为：“相比‘上网’，我觉得更恰当的用途是‘下载’，每秒数MB的信息通过普通的电线就可以传输。”
据他介绍，这项技术可以用在智能交通系统上。新款的汽车都装有LED头灯、尾灯，汽车可借此交换信息，防止意外发生；LED交通信号灯也可以与汽车通信，进行交通管制；当前面的车突然刹车时，后面的车收到刹车灯信息就会立即自动减速刹车。
陈长缨指出，可见光通信与无线、红外等其他通信方式相比，唯一不可替代的优点是，它的通信区域可通过人眼直观地确定，从而加以划分和控制，每一盏灯光底下就是其独有的通信区域。
陈长缨还补充，可见光通信只要拉上遮光窗帘，外界就接收不到灯光里的信息，保密性胜过无线通信，因此可以承担军事、国家安全等方面的特殊用途。
“LED灯光通信技术上早已实现，如何应用才是需要全民贡献智慧的地方。”陈长缨说。