可见光通信芯片

1、精选文库 5 可见光通信技术 _可见光通信技术是指利用可见光波段的光作为信息载体，无需光纤等有线信 道的传输介质，在空气中直接传输光信号的通信方式。可见光通信技术的最高通 信速率拓展至500Mbps左右，最远通信距离拓展至100米左右。 可见光通信技术绿色低碳、可实现近乎零耗能通信，还可有效避免无线电通 信电磁信号泄露等弱点，快速构建抗干扰、抗截获的安全信息空间。 未来，可见光通信将与 WiFi、蜂窝网络（3G 4G甚至5Q等通信技术交 互融合，在物联网、智慧城市（家庭）、航空、航海、地铁、高铁、室内导航和 井下作业等领域带来创新应用和价值体验。 技术优势： 高速率性；无电磁辐射；密度高，成本

2、低；频谱丰富；高保密性。 典型特征是低速单向，符合近期产业化方向；但室内定位导航与室外定位导 航不是一类问题，室内定位导航本质上是一个简单路径规划问题，连续定位 的支撑点不明显，但基于位置的信息服务（超市导购 /博物馆讲解/广告推送 /线上线下绑定服务等）需求旺盛。 典型特征是低速单向或双向，符合近期产业化方向；光子支付类应用属重量 级安全认证，安全等级强/行业门槛高/同质技术多；光钥类应用属轻量级安 全认证，提出“一机通”的概念，但非不可替代，关键在于商业模式。 室内定位服务 应用领域： 特殊区域无线通信 典型特征是低中速行业市场，符合近期产业化方向；机舱 /舰船/医院/煤矿/ 坑道等电磁严

3、苛区域无线移动通信的基本选择；但场景要求需要考虑，例如 煤矿井下与PLC自然结合，但井下电力环境恶劣，例如坑道中的应用，需要 考虑PLC勺引入导致电力线辐射污染及唤醒等问题。 室内绿色高速信息网络 水下中近距离无线信息 网络 典型特征是高速大众市场，符合中远期产业化方向；现阶段尚不具备与WiFi 抗衡实力，或与WiFi非同质化技术，似应与毫米波是同质技术；如果现阶段 进入，家庭应用应体现其绿色健康的特点，大型公众场所应用应体现适应高 速高密度无线接入的特点。 典型特征是中高速行业市场，符合中近期产业化方向，核心价值明显，但需 解决非线性水下复杂信道条件下高灵敏度/大视场角接收等关键问题，且与

4、室外拓展距离无线通信 典型特征是中低速行业市场，符合中近期产业化方向。应用需求旺盛，技术 要求与设备形态差别较大，典型应用领域包括车联网、舰船间通信、灯塔通 可见光高精度成像定位 可见光隐式成像通信 可见光超高速数传系统 典型特征是中低速行业市场，符合中近期产业化方向；与机器人新兴产业以 及测绘学科紧密结合，在工业机械手、家庭机器人等领域应用前景广阔，但 可见光通信是关键技术之一，不是核心技术。 典型特征是低速单向大众市场，符合近期产业化方向；屏幕与终端之间提供 一种隐式信息传输通道，与广告新媒体等产业结合紧密，但隐式广告的应用 1需求/商业模式/用户体验尚需雕刻。 典型特征是高速行业市场，持

5、续产业化方向；包括、可见光高速光互联插件 、可见光高速数传模块等 光子支付与光钥 3 4 7 8 9 5 6 国内外应用转化概况: 日本研发的灯塔可见光通信系统，通信速率达1022bps,通信距离2公里。 目前正在研发用于紧急快速部署的低空可见光气球卫星。2013年，日本 LAMP SERVED街灯投入实际测试，通信速度达到100Mb ps距离约200米。2014 年，日本TAKAYAff发汽车间可见光通信系统，速率达到 10Mbps发射端为LED 阵列，接收端为图像传感器。同年的5月，日本东洋电机研发水下可见光高速通 信装置，峰值50Mbps 英国pure LiFi用于医疗机构的Li-Fi设

6、备，目前已实现量产并交付买方使 用。法国Oledcomm可见光通信系统也已投入商业运行阶段，能够为家庭、商业 场所提供可见光通信技术。2015年的4月份，美国零售巨头Target在其店面安 装VLC定位导航系统。5月，法国最大的零售商家乐福利用飞利浦公司VLC-LED 灯具，在里尔大型卖场启用室内可见光导航系统。 2013年11月，深圳光启推出的光子支付系统亮相中国国际高新技术成果交 易会。次年6月，深圳光启与平安集团签署战略合作协议，推动光子支付解决方 案。另外，深圳光启还推出光子门禁系统与光子覆盖系统。2014年6月，华策 光通信也完成了 LED白光室内定位系统（U-beacon）, AP

7、P（易逛）已在江苏常州 等地开展试运营及内测。北京全电智领公司推出了基于可见光位置标签的博物馆 展品讲解方面的产品，2015年完成北京正阳门博物馆试运行。目前正在推出室 内雾霾检测台灯等产品。 全球可见光通信企业: 国家 公司&研究所 技术领域 日本 Nakagawa Laboratories 水下通信 日本 Casio 通信部件 日本 LAMP SERVE 室外高速 通信 日本 东洋机电 水下通信 英国IPure LiFi 产品应用现状 可见光产品已准备投入市场，现阶段3W的LED丁具能实现在0.41TFU浊度下 30米内的信号传输，产品能实现光电信号转为声波信号。 研发使用屏幕背光进行信号

8、发送、使用摄像头接收光信号的手机，并在2012 年的CESt进行了原型机展示。 LED街灯在2013年已投入实际测试中，通信速度平时可确保每秒 100Mb P左 右，有效范围可达200M 水下通信装置通过蓝光LED实现了水下最大50MbP的速度，产品主要面向小 型化和轻量化发展。 英国 Ibse ntelecom 德国 Sieme ns 室内通信用于医疗机构的Li-Fi设备，目前已实现量产并交付买方 红外激光点对点传输技术，Op tical GigaLink方案在实验室内已实现了 10Gb ps 的点对点传输速度。 室内通信室内可见光通信系统，现还处于实验室阶段，但在多点传输方面已经实现了 至

9、内通信800Mb P的传输速度。 室内通信可见光通信系统已投入商业运行阶段，能够为家庭、商业场所提供可见光通 室内通信信技术，组件包括传输、接收等设备。 现已应用于超市及商场等室内定位，结合智能设备进行人与物之间更快的信 息定位。 研发的短距离可见光桥接器已进入实验阶段，目的在于解决特殊环境下信号 传输问题。 Free-S pace Op tics系统能提供点对点的可见光通信，并将通信融合进本地局 域网和外部广域网，激光传输技术已实现最远 4.5KM最大155Mpb的传输 速度。 LED丁具已实现短距离的信号传输，公司能提供完整性的室内可见光通信系 统方案。 室内通信 美国 Bytelight

10、 室内定位 美国 Light pointe Comm uni cati ons 通信部件 美国 Lsa Inc 室外高速 通信 美国 LVX Syatem 室内通信 法国 Oledcomm 中国 中国 中国 中国 中国 上海数字产业（集团） 深圳光启 平煤神马集团 华策光通信科技 暨南大学陈长缨教授 煤矿井下等典型应用推广中低速率可见光通信基带芯片 商用化光子会议系统 平顶山中国煤矿安全生产网络试点应用 基于LED白光的室内定位系统 上海世博会上“沪上生态家”展示区里展出 屋内可见 中国 复旦大学迟楠教授 光传输网 络 中国 信息工程大学邬江兴院士 于宏毅教授 离线高速 VLC实验 系统 中国

11、 东南大学赵春明/陈明教授 实时高速 VLC系 统 VLC-PLC 中国 清华大学宋健教授 视频融合 系统 中国 北京大学李红滨/刘璐教授 室内双向 传输 中科院半导体所陈弘达研 室内可见 中国 究员陈雄斌段靖远副研究 光通信网 员 络 可见光通 中国 中科大徐正元教授 信定位和 交通 白光LED 节能灯构 筑的无线 通信系统 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 离线传输速率达到3.25Gbps 三色 500Mb ps 单色 150Mb ps 其实时传输速率达到192Mbps传输距离1米 单路200MbP传输距离达到2米 双向，30Mbps,201（年在上海世博

12、会展示了利用LED照明灯的光学无线上网 系统和光学无线智能家居控制系统 室外2Mbps10米,室内定位250px和通信150Mbps实现了摄像头通信 市场前景: 目前，VLC已经在全球范围内得到了一定的发展， 但是仍然面临产业环境不 够成熟、相关产品竞争力不足、发展目标不明确等挑战。不过，随着工业互联网、 人工智能等技术的兴起，VLC产业的市场空间将开启，如果相关应用能够在一些 场景下实现普及，那么VLC产业有望腾飞。总体而言，VLC的产业仍处于萌芽状 态，除初创公司外，相关领域的绝大多数公司仍处于观望与试探阶段。 在推进VLC 产业发展上，业界可以从三个方面入手。 第一，中低速应用和摄像头通

13、信有望成为产业突破点， 高速应用的吸引力仍 待挖潜。对于VLC技术而言，中低速应用的通信算法开发难度较低，部分可复用 现有模块和芯片；摄像头通信甚至无需专用的接收端，仅采用手机端App即可实 现数据传输和定位导航等应用，在产品开发周期和推广难易度上具有明显优势。 国内产业应注重器件自主研发生产能力的提升，例如专用LED勺定制，低成本接 收端的生产，标准化、集成化的通信模块开发等。高速应用具有高速率、可空分 复用/接入、保密性强等优势，在电磁屏蔽、超多接入用户数、保密要求高等通 信场景下仍具有很强的潜力，可成为 WiFi、4G/5G等通信技术的有效补充。 第二，产品开发应围绕特需应用场景， 成本

14、应成为最主要的竞争力。VLC对 于现有其他无线通信方式在大部分应用场景中暂时无法构成“致命”威胁。因此 VLC产业应优先专注于特定需求的应用场景，例如室内定位导航、水下传感通信、 煤矿/隧道通信等场景。同时，VLC产品应将成本作为产品优化的主要目标，充 分利用LED产业高速发展带来低成本红利，开发低成本、高性价比的无线通信产 品方案，提升VLC技术的直接竞争力，在形成一定规模后进一步寻求拓展 VLC其 他特有优势，提高产品附加价值。 第三，把握工业互联网和人工智能的机遇，寻求产业的跨越式发展。在物联 网概念不断普及和推广、工业互联网如火如荼发展的背景下，VLC技术可作为一 种低成本、高可靠性的

15、通信方案，在各类场景下发挥作用。人工智能时代对数据 的需求日益增加，大量由传感器、控制器、中继节点产生的数据需要回传至云端 数据中心，利用VLC技术可以在车间、生产线、医院等场景下实现无需布线的自 组织网络，亦可为桥梁、水电站、油井、环境监控等场景下的传感器提供复杂环 境下的可靠数据传输。VLC产业应牢牢把握这次机遇，寻求产品类型和数量的高 速发展。 市场预计规模: 依据2014欧洲可见光通信组织市场调查报告的乐观预测，其产业增长率 可达84.9%, 2018年产值约178亿美元，2022年年产值可达约2千亿美元。Grand View Research乐观预测：VLC在美国的市场份额在未来几年

16、将保持每年 30%以上 的高速增长，2024年可达约1013亿美元。主要应用领域包括家庭内数据传输、 交通辅助、消费电子、医疗、安全通信等领域。 上市公司: 飞乐音响 公司开发出可见光视频会议电话演示系统，联合清华大学等机构建设了可见 光通信应用示范项目。飞乐音响集商业照明和照明工程于一体，以商业照明为主, 2010年和2014年，公司先后收购完成圣阑公司和申安集团， 完成了从通用照明领 域向汽车照明领域和照明工程领域的延伸，打通了 LED照明灯具及应用端照明工 程市场的产业链，成为国内一流的照明行业龙头企业。 光迅科技 公司在4G寸期，前传光模块市场份额为30%35%有望直接受益于5Q前传网 建设。此外，公司围绕5G寺续布局，推动研发夯实5G发展基础，报告期内成立国 内研发中心布局5G无线产品、板卡产品、高速圭寸装产品，陆续推出多款面向 5G 应用的光模块产品，包括25GSFP28L等。此外，公司在前沿应用上展开布局，启 动硅光流片平台，国迅量子芯正式揭牌亮相，在面向量子通信领域的光电子器件 应用展开产品研发。面向5G应用，公司积极展开产品研发，夯实发展基础。 勤上光电 公司研发部门成功攻克可见光通讯又一技术难关一一成功在 CO光源上实现 信号传输。相比于DO光源，CO光源是目前LED照明应用领域使用范围最广的技 术之一，这一技术难关的突破，意味着公司在可见光通讯研发领域的领