1.2 可见光通信的技术特点

基于 LED，特别是白光 LED 的可见光通信，作为一种高速灵活、绿色环保的新型宽带接入技术，符合国家宽带通信、绿色通信的发展需求。近年来，信息技术飞速发展，新业务、新终端不断涌现，对通信带宽的需求愈来愈大。基于白光LED的室内可见光通信技术以可见光作为载波，以室内自由空间作为信道，融合了光通信和无线通信二者的优点，同时顺应了白光LED器件作为下一代绿色固体照明光源的发展趋势，是一种高速灵活、绿色环保的新型通信技术，具有重要的研究意义和应用价值。随着移动接入终端用户数量的增多，基于频率、带宽共享原则的 Wi-Fi技术在人口密集区已经很难给无线用户提供满意的用户体验。Wi-Fi 技术因为存在同频干扰，总的接入带宽受限，无法保证人口密集区无线用户的通信速率。可见光通信技术则可以非常方便地实现空间复用，能在人口密集区为用户提供独享的高带宽通信链路。所以，和传统的无线射频通信技术相比，可见光通信具有如图1-1所示的高速、大容量、安全放心的技术特点。

图1-1 可见光通信的技术特点

可见光的光波频率约为百THz量级，Wi-Fi的电波频率约为GHz量级。一般来说，光通信比电通信要快，且因为频率相差很大，光通信也不容易受到电磁信号干扰。Wi-Fi使用的IEEE 802.11b/g标准的工作频段为2.4 GHz，而日常生活中许多电气设备辐射的射频信号正好工作在这一频段，如微波炉、蓝牙设备、无绳电话、电冰箱等，所以Wi-Fi无线网络肯定会受到影响。如果在无线环境中存在多台无线设备，则还有可能产生频道冲突、无线信号串扰的问题。如果距离无线设备及电缆线路100 m内有无线电发射塔、电焊机、电车或高压电力变压器等强信号干扰源，则也有可能会对无线信号或设备产生强干扰。与无线电通信技术相比，基于可见光的无线光通信技术的速率优势正在逐渐显示，可见光通信的单点高速率已经初步实现。

为了实现宽带大容量的无线通信，无线基站技术的发展方向是提高蜂窝小区的复用度。因为光的空间复用性比电的空间复用性要好，能建立比无线电更小的无线光小区，故可以在给单个用户提供高速实时通信的同时，通过众多非常小的无线光通信小区组网实现无线光网络系统的超大容量。射频信号不容易局限信号的覆盖范围，故多个路由器的信号会交叠，产生邻频干扰，严重影响上网速度。可见光通信利用LED的透镜或灯罩可以把光局限在很小的区域，故可以通过分割非常多的热点小区来提高整个系统的通信总容量，在一个几十平方米的房间内实现数十Gbit/s的无线容量没有任何问题。

可见光通信的信号可见易控，靠灯珠的透镜、灯具的灯罩和使用场景的窗帘等遮挡物就可以灵活控制信号覆盖区域，同时能通过肉眼观察信号覆盖区域，并能有效防止信息泄露。一般现在的无线路由器能穿过两扇混凝土墙，辐射功率大的路由器信号穿墙则更厉害。虽然银行账号和密码等信息会经过加密后传输，但是只要数据分组能被人截获，就有可能被破解。倘若黑客搭建一个Wi-Fi钓鱼热点，你以为连接的是自己家路由器，实际上连接的是别人的钓鱼热点，通信数据很容易就被抓，而加密数据被破解只是时间长短的问题。而灯光不会穿墙（穿窗帘都不行），光没有外泄，再厉害的黑客也没办法抓，用户不再担心“第三只耳朵”，能享受前所未有的心理安全感，能满足大家日益增长的通信安全需求。

随着未来大家对无线通信速率要求的提高，以及无线用户数量的增加，可见光通信高速、大容量的技术优势就能得到体现。随着大家对通信安全性的关注度不断增加，可见光通信抗电磁干扰以及防信号泄露的技术优势也会更加得到重视。