可见光通信芯片

1、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 5G）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，成本低；频

2、谱丰富；高保密性。应用领域：室内定位服务光子支付与光钥特殊区域无线通信室内绿色高速信息网络水下中近距离无线信息网络室外拓展距离无线通信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，

3、但非不可替代，关键在于商业模式。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的引入导致电力线辐射污染及唤醒等问题。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

4、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，持续产业化方向；包括、可见光高速光

5、互联插件、可见光高速数传模块等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LAMPSERVELED街灯投入实际测试， 通信速度达到 100Mbps，距离约 200 米。2014年，日本 TAKAYA研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。精选文库英国 pure LiFi用于医疗机构的Li-Fi设备，目前已实现量产并交付买方使用。法国 Oled

6、comm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），APP（易逛）已在江苏常州等

7、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&研究所技术领域产品应用现状日本Nakagawa Laboratories水下通信可见光产品已准备投入市场，现阶段 3W的LED灯具能实现在 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。日本Casio通信部件研发使用屏幕背光进行信号发送、使用摄像头接收光信号的手机，并在2012年的CES上进行了原型机展示。日本LAMPSERVE室外高速LED街灯在 2013年已投入实际测试

8、中，通信速度平时可确保每秒100Mbps左通信右，有效范围可达 200M。日本东洋机电水下通信水下通信装置通过蓝光 LED实现了水下最大 50Mbps的速度，产品主要面向小型化和轻量化发展。英国Pure LiFi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使用。英国Ibsentelecom室内通信红外激光点对点传输技术， Optical GigaLink 方案在实验室内已实现了 10Gbps的点对点传输速度。德国Siemens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800Mbps的传输速度。法国Oledcomm室内通信可见光通信系统已投入

9、商业运行阶段，能够为家庭、商业场所提供可见光通信技术，组件包括传输、接收等设备。美国Bytelight室内定位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。美国Lightpointe通信部件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Communications传输问题。室外高速Free-Space Optics 系统能提供点对点的可见光通信，并将通信融合进本地局美国Lsa Inc域网和外部广域网，激光传输技术已实现最远 4.5KM，最大 155Mpbs的传输通信速度。美国LVX Syatem室内通信LED灯具已实现短距离的信号传输，公司能提供

10、完整性的室内可见光通信系统方案。中国上海数字产业（集团）煤矿井下等典型应用推广中低速率可见光通信基带芯片中国深圳光启商用化光子会议系统中国平煤神马集团平顶山中国煤矿安全生产网络试点应用中国华策光通信科技基于LED白光的室内定位系统白光LED中国暨南大学陈长缨教授节能灯构上海世博会上“沪上生态家”展示区里展出筑的无线通信系统屋内可见中国复旦大学迟楠教授光传输网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络信息工程大学邬江兴院士离线高速中国VLC实验离线传输速率达到 3.25Gbps于宏毅教授系统中国东南大学赵春明 / 陈明教授实时高速三色500Mbps,单色150Mbp

11、sVLC系统VLC-PLC中国清华大学宋健教授视频融合其实时传输速率达到 192Mbps，传输距离 1米系统中国北京大学李红滨 / 刘璐教授室内双向单路200Mbps传输距离达到 2米传输中科院半导体所陈弘达研室内可见双向， 30Mbps,2010年在上海世博会展示了利用 LED 照明灯的光学无线上网中国究员陈雄斌段靖远副研究光通信网系统和光学无线智能家居控制系统员络可见光通中国中科大徐正元教授信定位和室外2Mbps100米, 室内定位 250px和通信 150Mbps,实现了摄像头通信交通-2精选文库市场前景：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

12、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

13、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的定制，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， V

14、LC 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

15、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

16、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，-3精选文库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时期，前传光模块市场份额为 30%35%，有望直接受益于 5G前传网建设。此外，公司围绕 5G持续布局，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、高速封装产品，陆续推出多款面向 5G 应用的光模块产品，包括 25GSFP28LR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成功在 COB光源上实现信号传输。相比于 DOB光源， COB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先优势