可见光通信LiFi标准白皮书.doc
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1、 .可见光通信产业化现状分析2021-03-07 18:33日前,中国电子技术标准化研究院和全国信息技术标准化技术委员无线个域网标准工作组联合发布了可见光通信标准化白皮书,其中对国可见光通信产业化现状进展了深入分析,并就可见光通信技术、应用、芯片、标准化等方面提出了针对性的建议和意见。报告指出,可见光通信属于产业关联度高、带动能力强、应用领域广的前沿尖端技术,因此在国际上也备受关注。据国际权威机构统计,未来可见光通信技术应用的产业规模可达万亿级别。可见光通信产业链长,涉及的环节多,未来将形成万亿级的市场规模。据保守估计,可见光通信技术预计2021年市场规模将超过1500亿元。其中室绿色通信网
2、络是未来最大的市场,是目前WIFI技术、蓝牙技术等重要的补充和一定围的替代,预计可以形成千亿级的市场规模。室准确定位系统作为目前室外GPS定位系统的补充,是目前室WIFI定位技术等的替代产品,预期可以形成数百亿产值的市场规模。旅游景点讲解网络作为传统无线电讲解系统的替代产品,预期可以形成数十亿产值的市场规模。LIFI移动支付网络基于可见光通信的移动支付方式无疑提供了更为平安的支付方式预期可以形成数百亿产值的市场规模。LIFI媒体广告网络将带来新的传播模式和商业模式,基于可见光通信技术的新型媒体广告网络作为一个全新的开拓型市场,电视屏幕、室外大型LED屏幕、交通信号灯、路灯乃至大型商场、超市、写
3、字楼以及家庭部LED照明灯具均可以作为这一新型隐式广告的发布平台,预期可形成数十亿的市场规模。针对我国可见光通信产业的开展中的一些问题,具体将从可见光通信技术、应用、芯片、标准化等方面提出针对性的建议和意见:1技术方面的建议和意见可见光通信仍面临一些技术问题:在高速传输方面,可见光频段带宽400THz,现有LED照明器件可用调制带宽仅35到200MHz,所以需要不断优化LED及其驱动电路,提升信息传输能力;在系统集成方面,涉及上下行链路的设计,与现有网络融合等,此外还存在通信距离与覆盖围扩展问题;同时还有其它相关问题:作用距离,覆盖围、低本钱、方向对准等问题。2应用方面的建议和意见无论国外还是
4、国,对于可见光通信的具体应用大多数处于实验室研究阶段,并未形成规模化的试应用。从产业构造上来看,待技术成熟到一定阶段后,早日开场可见光的试点规模化应用,可以占领应用产业链构造的上游与先机。具体的来说,现在可以面向矿下通信与定位、地下停车场车辆定位、大型楼宇室人员三维定位、超市物品展示与导购、博物馆展品无线讲解、手机平安支付等典型行业应用需求,充分挖掘可见光通信的核心价值,抢占通信与定位芯片上游产业链,积极培育可见光通信产业的初级市场发育。后期在面向针对我国家庭信息网络绿色节能、高速传输、移动接入、智能物联的典型需求,以可见光通信新一代绿色信息技术为牵引,遵循绿色照明与绿色通信共生开展的原那么,
5、在室外三网融合的根底上,依托泛在的电力网与移动通信网,实现室末端网络的深度融合,构建未来新型家庭绿色信息网络应用示系统,促进可见光通信这一战略性新兴产业的快速发育。3芯片方面的建议和意见芯片的研究处于整个产业链的核心局部,国外暂时还没有成熟芯片组设计出现。针对芯片组的设计可以沿着可见光通信根底特性的研究路线,即针对低速率不同典型应用场景的专用芯片设计,再到高速率高需求应用场景下的要求。4标准方面的建议和意见应该以推动可见光通信技术产业的快速开展为定型的支持对等网络随机竞争多址方式、中心控制无竞争多址接入以及混合网络的高端芯片设计。具体来说,按照官产学研用五位一体的组织模式,联合国家机构、企业公
6、司、高等院校、研究院所、运营商及金融机构,重点推动可见光通信标准化工作。展望:可见光通信技术标准体系建立2021-03-08 09:28日前,中国电子技术标准化研究院和全国信息技术标准化技术委员无线个域网标准工作组联合发布了可见光通信标准化白皮书,其中对制定可见光通信标准体系的目标、制定可见光通信标准体系的研究思路、可见光通信标准体系的制定原那么进展了深入阐述,最后对可见光通信标准的研制提出了建议。1、制定可见光通信标准体系的目标制定我国可见光通信标准体系的目标是根据可见光通信技术的特点和开展趋势,掌握国际可见光通信技术标准的开展动态,制定适合我国国情的,有利于推动我国可见光通信技术和应用的开
7、展,有利于促进我国对外经济交往的可见光通信技术标准开展规划。重点是:在深入分析国际可见光通信标准体系的根底上,提出制定我国可见光通信标准体系的研究思路和原那么;在分析可见光通信系统各根本要素相互关系的根底上,建立可见光通信系统架构和可见光通信标准体系;从维护国家利益,推动我国可见光通信技术和应用的开展的角度出发,从系统的和形成有机整体角度考虑,建立我国可见光通信根底标准体系构造图,并分析标准体系中各个层次标准和各个标准的作用和相互关系;结合我国国情和可见光通信根底标准体系的特点,给出可见光通信标准体系优先级列表,进而为国家的宏观决策和指导提供技术依据,为与可见光通信技术相关的国家标准和行业标准
8、的立项和制定提供指南。2、制定可见光通信标准体系的研究思路从目前情况来看,基于可见光通信的应用系统涉及许多相关技术,需要一系列根底标准和应用标准。制定我国可见光通信标准体系,需要把国际可见光通信应用开展动态和我国可见光通信开展战略相结合,在深入分析国际相关标准体系的根底上:以实现我国可见光通信开展战略为前提,联合相关部门开展我国可见光通信标准体系研究;以保证实际需要为目标,实现必要的与国际标准的互联互通和与国家标准的兼容;结合国情和产业的实际,为促进我国可见光通信技术开展,提出需要优先制定的标准,形成可见光通信开展的标准战略和规划。3、可见光通信标准体系的制定原那么1系统性我国可见光通信标准体
9、系是规划、指导、协调不同部门领域制定用于研究开发应用可见光通信标准技术的相关标准的重要文件,其作用是保证相关标准能够相互衔接、配套,形成一个较为完整的整体,确保连接系统的各个环节协同工作,满足跨行业、跨地区之间可见光通信标准技术应用对标准的需求,使之有序、高效、快速运行。因此,制定可见光通信标准体系要从系统的角度出发,根据系统的各种组成要素从多角度综合考虑,以对可见光通信标准的研究与制定起到有效指导意义。2协调性可见光通信标准涉及众多行业和领域,需要考虑各行业和部门间的协调与合作,对已经公布的有关行业标准进展深入研究,以确保现有,正在制定和将要制定的涉及不同行业的国家标准以及行业标准之间的协调
10、性,还要考虑与相关标准体系的协调性。3衔接性可见光通信技术应用包括信息编码、调制、传输、接收、处理等多个环节,各环节所涉及的标准之间,尤其是相互之间连接的过程中涉及的标准要充分考虑衔接性,以保证标准体系的配套性,从而发挥标准体系的综合作用。4相关性可见光通信技术应用涉及诸多领域,各行业和技术领域标准都有着不同程度的相关性,但可见光通信标准体系不能也不应涵盖所有标准,因此需要按照相关程度,选择那些和可见光通信直接相关的,互相影响,互相衔接的标准纳入到本标准体系中。5自主性建立具有自主知识产权的可见光通信标准体系,保护我国可见光通信相关产业的开展,保护国家平安,不受国外标准所左右。6互联互通性制定
11、我国可见光通信标准体系应考虑与相关国际标准的互连互通性,与我国已有的相关标准的兼容性。7开放性制定的可见光通信标准应是一个开放的体系,能与时俱进,动态变化与扩展以适应可见光通信技术的开展趋势,保持一定的先进性。使得标准的制定可以循序渐进。8符合中国国情制定可见光通信标准在与国际标准互联互通的同时应充分考虑中国的国情,以保证标准的可行性和实用性。尤其是应用标准,应该充分考虑我国的语言文化、业务管理现状等等。4、可见光通信标准研制建议图1所示为可见光通信标准化技术体系。可见光通信技术标准明细表请见表1:可见光通信技术九大开展趋势分析2021-02-13 00:55:00来源: 新兴产业战略智库 石
12、海导读:LED可见光通信技术前景广阔,依据2021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%,2021年产值约178亿美元,2022年年产值可达约2千亿美元。解放军信息工程大学可见光通信实验室常务副主任、教授剑详细讲述了可见光通信应用现状及其产业化前景。OFweek光通讯网讯 上帝说:要有光,于是人类就能连上了网络。它名字叫LiFi。可见光通信从诞生之日起就已备受期待,人生在世不可一日无光,除了满足照明的根本功能之外,假设将日光用作太阳能,灯光也可以用来上网,那就真的是物尽其用了。去年曾有相关报道指,中国可见光通信系统关键技术研究获得了工业和信息化部测试认证的重大突破
13、这一次实时通信速率提高至50Gbps(比特每秒),相当于0.2秒就下载一部高清电影。作为典型的军民两用技术,可见光通信的应用前景是广阔的,依据2021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%,2021年产值约178亿美元,2022年年产值可达约2千亿美元。据了解,由省半导体光源产业协会承担的省可见光通信及标准光组件产业技术路线图(2021 -2021)编制得到省科技厅的高度重视。为了指引日后省可见光通信产业技术路线图编制工作的思路和方向,同时积极推动省可见光通信技术和产业的开展。1月16日,省可见光通信产业技术路线图编制专家研讨会在举行。当天的研讨会上,解放军信息
14、工程大学可见光通信实验室常务副主任、教授剑详细讲述了可见光通信应用现状及其产业化前景。可见光通信高速传输原型机国外应用转化概况据剑教授介绍,自1990年的10年间,日本在室定位、室外空间通信、车联网等应用转化领域已相对活泼。2021年起,东亚、欧洲、美国等陆续进展应用示与局部应用转化;2021年,欧盟设置家庭吉比特接入方案OMEGA,构建家庭区域宽带通信网,集成VLC技术,实现通信速率Gbps。同年,美国国家科学基金会NSF,建立可见光通信研究中心,方案10年时间开发LED无线通信智能照明架构。法国家乐福采用飞利浦LED室定位照明系统据悉,日本研发的灯塔可见光通信系统,通信速率达1022bps
15、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。在2021年,日本LAMPSERVE LED街灯投入实际测试,通信速度到达100Mbps,距离约200米。2021年,日本TAKAYA研发汽车间可见光通信系统,速率到达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。美国零售巨头Target安装VLC定位导航系统此外,英国pure LiFi用于医疗机构的Li-Fi设备,目前已实现量产并交付买房使用。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。时至202
16、1 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可见光导航系统。10月,日本举办日本可见光通信国际会议暨展览会,松下公司推出来光ID效劳解决方案,富士通开发的连接实物与信息的LED照明技术,以及现实增强等。11月,爱沙尼亚Velmenni公司在塔林演示了一种Li-Fi原型灯泡,其数据传输速度可以到达1Gbps;在实验室条件下,记录的Li-Fi灯泡的数据传输速率到达224Gbps。国应用转化近况反观国概况,那么是从暨南大学长缨教授研发首套可见光通信系统起步,应用转化主要集中在近3年,以中国可
17、见光通信联盟成员单位为主体。2021年11月,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,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,光启还推出光子门禁系统与光子覆盖系统。光启牵手平安首推光子支付除了光启取得的研究成果,2021年6月,华策光通信也完成了LED白光室定位系统U-beacon,APP易逛已在等地开展试运营及测。以及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,2021 年完成门博物馆试运行。目前正在推出室雾霾检测台灯等产品。信大近期的主要研发工作据剑教授介绍,信息工程大学已形成由邬江兴院士、于宏毅教授率领下的一支可见光通信研发
18、团队,在国家863方案工程以及市重大专项的支持下,面向根底研究与应用转化开展多项工作。在根底研究方面,重点开展了超高速无线光互联试验系统、室外拓展距离无线通信试验系统的研发,在应用转化方面,先后完成矿下可见光通信与定位、可见光隐式广告、可见光准确定位等9套示系统,其中2套在煤矿巷道进展了实地示。LED台灯能实现高速上网1、室高速接入网络据悉,在完成可见光点播电视/可见光信息台灯/可见光家庭基站3套演示系统的根底上,2021 年7月该校完成基于电力线通信PLC芯片的高速室接入演示验证系统;同时在针对WiFi网络在高速高密度公共场所体验不佳的问题,实验室研发出可见光伴侣设备产品,应用层峰值速率40
19、Mbps,并拟于本月在该校的学习资源中心进展布设。通过这些初步的工作,测试可见光通信能否进入室应用。剑教授表示,市拟通过政府引导,在金水区开展规模化应用示工作。2021 年7月,实验室研发的可见光超高速无线通信试验系统实现50Gbps传输速率,将现有国际最高速率提升5倍;10月通过工信部电信研究院第三方测试。另外,其它典型指标包括单通道调制带宽420MHz,阵列规模128通道,阵列间距2.8cm。2、室外拓展距离无线传输此外,针对车联网等应用需求,搭建室外可见光通信试验验证系统,传输距离1000米,传输速率1Mbps。3、煤矿井下综合信息网络在煤矿井下综合信息网络方面,主要做了两期工作。基于可
20、见光通信在矿下敏感区域平安可靠、定位精度高、本钱低廉等优点,实现基于可见光通信的矿下综合信息系统业务。矿井中的矿工经过LED灯下就会被定位据悉,2021年10月,实验室在平煤神马集团一矿实训基地,完成了基于可见光通信的煤矿井下综合信息示系统的搭建与功能验证。该系统具有井下人员定位跟踪、井下无线报警、地面广告报警等功能,信息矿帽的可见光通信速率2Mbps,定位精度达米级。实验室研发小型化低功耗接入卡设备,并于2021 年6月在平煤集团煤矿巷道中安装测试成功,实现网页访问、煤矿井下用户导航定位、高速视频播放等功能。其中接收卡尺寸为3.5cmX5.5cmX2.5cm,UWB供电方式,速率10Mbps
21、4、可见光高精度定位系统在可见光高精度定位系统方面,实验室研发的可见光高精度成像定位系统,基于光源阵列测量,定位精度到达厘米级,基于VLC实现信标节点坐标系标定。拟于今年在该校的学习资源中心布设定位导航示系统。室定位导航通过路径规划可以解决,基于位置的信息效劳与高精度定位是核心。5、新型隐式广告系统此外,实验室开发的可见光隐式成像系统,面向广告推送/信息检索等需求,已实现手机终端1Kbps的的隐式信息传输。并拟于今年6月在典型公共场所大型电子宣传屏中试应用。可见光通信核心价值的近,远期效应剑教授在谈到可见光通信的核心价值时强调,可见光通信不能仅仅视为一种无线通信技术,而是激活了带宽到达300
22、THz的可见光谱资源,是破解传统无线电频谱资源严重匮乏困局的根本途径。他指出,核心价值的近期效应,在于现阶段在电磁严苛区域无线电通信不能做/做不好的区域,典型场景包括水下/机舱/舰船/医院/矿井/坑道/室外等。远期效应方面,由于现阶段在非电磁严苛区域无线电通信做得好的区域尚不具备核心价值,只有当高速高密度的需求超出无线电频谱资源承载能力时,其核心价值才会彰显,典型场景包括家庭/办公室/大型公共场所等。当然,频谱资源紧问题局部化存在舰船/机舱等电子设备高度密集平台。可见光通信的桎梏羁绊与产业化策略剑教授认为,VLCLiFi。他指出,LiFi的概念易将VLC狭义化,易形成与WiFi对立,事实上现阶
23、段室接入领域LiFi核心价值难以彰显,但LiFi的问题不是整个VLC的问题,这是对VLC诸多疑议的根源之一。首先是体系不独立。上行链路异质化问题;超高速应用电力线通信难以支持信息流到灯的问题;与照明的强依存性问题等。上述问题的产生,还是用LiFi的视角去对待VLC。但即便如此,也并非难以解决。其次,技术不成熟。照明与通信深度融合根底研究缺乏照明通信共用器件/共用驱动等;现有光学器件针对可见光频段缺乏针对性设计;同质异质链路组网机制研究缺乏等,但技术成熟是相对的,不成熟是绝对的,不阻碍应用转化。其三,产业化不确定。涉及产业链绵长通信/照明/电力/交通等,启动势必缓慢,但产业化趋势已然彰显。他认为
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