《GB-T 36628.2-2019信息技术 系统间远程通信和信息交换 可见光通信 第2部分：低速窄带可见光通信媒体访问控制和物理层规范》专题研究报告

《GB/T36628.2-2019信息技术

系统间远程通信和信息交换

可见光通信

第2部分

：低速窄带可见光通信媒体访问控制和物理层规范》

专题研究报告目录从“光”到“联”:低速窄带可见光通信为何成为物联网新锚点?专家解读标准核心价值接入秩序如何构建?标准框架下媒体访问控制的核心机制与冲突解决策略探究可靠性如何保障?标准定义的差错控制与同步机制及在复杂场景中的应用分析测试验证有何标尺?GB/T36628.2-2019规定的性能指标与检测方法全解析未来趋势如何预判?低速窄带可见光通信与5G-A/6G融合的技术方向与标准延伸物理层基石何在?GB/T36628.2-2019信号特性与传输参数的深度剖析及实践指引频谱资源如何高效利用?低速窄带可见光通信的信道划分与调制技术创新解读接口与协议如何衔接?从物理层到应用层的标准化适配及跨系统兼容方案行业落地瓶颈在哪?标准应用中的痛点与基于技术演进的突破路径(2024-2027)标准如何赋能产业?从智能家居到工业互联的典型应用场景与价值转化案从“光”到“联”：低速窄带可见光通信为何成为物联网新锚点？专家解读标准核心价值可见光通信的技术定位：区别于传统通信的独特优势01可见光通信以LED等发光器件为载体，兼具照明与通信功能。与射频通信相比，其频谱资源无需授权、抗电磁干扰能力强，在医疗、航空等电磁敏感场景优势显著。低速窄带场景下，更能以低功耗、低成本满足物联网终端数据传输需求，成为补盲通信的重要选择。02（二）GB/T36628.2-2019的诞生背景：行业发展催生标准化需求早期低速可见光通信技术方案零散，各企业产品兼容性差，制约规模化应用。随着物联网终端爆发式增长，低速数据传输需求激增，亟需统一标准规范技术参数与接口。该标准应运而生，为产业发展提供“通用语言”，推动技术从实验室走向商业化。（三）标准的核心价值：从技术规范到产业赋能的多重维度从技术层面，标准明确物理层与MAC层关键参数，保障通信可靠性；从产业层面，降低企业研发成本，促进产业链协同；从应用层面，为各行业提供标准化解决方案，加速可见光通信在智能家居、环境监测等领域的落地，助力物联网基础设施完善。12专家视角：低速窄带可见光通信的未来产业定位业内专家指出，在“双碳”目标与物联网发展驱动下，低速窄带可见光通信将与射频、红外通信形成互补。该标准的实施，将推动其成为室内短距离、低速率场景的主流通信技术之一，为万物互联提供绿色、安全的接入方式。12、物理层基石何在？GB/T36628.2-2019信号特性与传输参数的深度剖析及实践指引物理层的技术范畴：标准界定的核心功能与责任边界标准明确物理层负责将MAC层数据转换为光信号，实现信号发送、接收与同步。其核心功能包括调制解调、信道编码、信号检测等，是保障通信质量的基础。责任边界上，与MAC层通过服务接入点衔接，确保数据传输的高效与稳定。（二）光信号特性：波长、功率与调制带宽的标准化要求标准规定通信波长范围覆盖可见光波段（380nm-780nm），发射功率需结合照明需求设计，避免光污染。调制带宽根据低速场景需求优化，确保在低速率下实现高可靠性。同时明确信号上升/下降时间等参数，减少信号失真。12（三）传输参数核心：速率、误码率与覆盖范围的量化指标01标准定义低速窄带场景下，通信速率范围为1kbps-1Mbps，满足物联网终端低数据量传输需求。误码率需≤10^-5，保障数据传输准确性。覆盖范围在典型室内环境下≥10米，通过功率调节可适应不同空间大小，为实际部署提供明确依据。02实践指引：物理层参数配置与环境适配的优化方案在强光环境下，需提升接收端信噪比；狭小空间可降低发射功率节约能耗。部署时应根据场景调整调制方式，如干扰较强区域采用抗干扰能力更强的调制技术，确保参数配置符合标准要求的同时，适配实际环境。、接入秩序如何构建？标准框架下媒体访问控制的核心机制与冲突解决策略探究MAC层的核心使命：解决多终端接入的“秩序难题”在多终端共享可见光信道时，MAC层负责分配信道资源，避免接入冲突。其核心使命是实现高效的媒体访问控制，确保各终端公平、有序接入，提升信道利用率，为低速窄带通信场景提供稳定的接入保障，是多设备协同通信的关键。（二）标准采用的接入机制：CSMA/CA的适配与优化设计标准基于物联网低速特性，采用改进型CSMA/CA（载波侦听多路访问/冲突避免）机制。通过引入短帧间隔与退避算法优化，减少冲突概率。相较于传统机制，更适应低速率、低功耗场景，降低终端能耗的同时提升接入效率。（三）冲突检测与解决：从预防到恢复的全流程策略01预防上，终端发送前侦听信道状态，空闲时再发送；冲突发生后，采用二进制指数退避算法延迟重发。标准明确退避时间范围与重发次数上限，避免无限重发导致信道拥堵，形成“预防-检测-恢复”的完整冲突解决体系。02低功耗优化：MAC层的休眠机制与资源调度策略针对物联网终端低功耗需求，标准设计周期性休眠机制。终端无数据传输时进入休眠状态，通过唤醒帧触发通信。资源调度上，优先分配信道资源给紧急数据，平衡能耗与实时性，延长终端续航，适配电池供电场景。、频谱资源如何高效利用？低速窄带可见光通信的信道划分与调制技术创新解读可见光频谱的特性：优势与挑战并存的资源禀赋可见光频谱宽度达400nm，资源丰富且无需授权，可满足多信道并行通信需求。但也存在易受自然光、人工光源干扰，传播方向受限等挑战。标准针对这些特性，设计适配的信道划分与调制方案，最大化频谱利用价值。（二）标准中的信道划分：基于波长与功能的多维度划分方案标准将可见光频谱划分为多个子信道，既按波长分段实现并行通信，又按功能划分控制信道与数据信道。控制信道传输接入控制信息，数据信道负责业务数据传输，避免不同类型信息干扰，提升信道利用的有序性与高效性。（三）核心调制技术：OOK与FSK的选择及优化应用结合低速场景需求，标准推荐采用OOK（开关键控）与FSK（频移键控）调制技术。OOK结构简单、实现成本低，适用于对成本敏感的场景；FSK抗干扰能力更强，适用于干扰复杂环境。标准明确两种技术的参数配置，适配不同应用需求。频谱效率提升：多信道复用与动态资源分配策略标准支持多终端通过不同子信道并行通信，实现空间与频谱的复用。同时引入动态资源分配机制，根据终端数据量与信道状态，实时调整子信道分配，避免资源浪费。在终端数量波动场景下，显著提升整体频谱效率。、可靠性如何保障？标准定义的差错控制与同步机制及在复杂场景中的应用分析通信可靠性的核心影响因素：干扰与衰减的双重挑战低速窄带可见光通信中，自然光、室内反射光导致的干扰，以及距离增加带来的信号衰减，是影响可靠性的主要因素。这些因素易导致数据传输错误，标准通过针对性设计差错控制与同步机制，抵御不利影响，保障通信质量。（二）差错控制机制：CRC校验与汉明码的协同应用标准采用“校验+纠错”双重机制：CRC校验快速检测数据传输错误，汉明码实现单比特错误纠正。发送端对数据编码，接收端先校验再纠错，大幅降低误码率。该机制在低速场景下实现高效差错控制，且不显著增加系统复杂度。（三）同步机制设计：帧同步与位同步的标准化实现帧同步通过同步头标识帧边界，标准规定同步头的格式与长度，确保接收端准确识别数据帧起始位置；位同步采用时钟提取技术，使接收端时钟与发送端保持一致。双重同步保障数据按正确时序解析，避免同步偏差导致的错误。12复杂场景应用：强光、多反射环境下的可靠性优化实践在室外强光场景，采用滤光片与自适应增益调节；多反射环境下，通过信号均衡技术补偿反射信号干扰。结合标准的差错控制与同步机制，可使通信误码率稳定在10Λ-5以下，满足超市、停车场等复杂场景的应用需求。0102、接口与协议如何衔接？从物理层到应用层的标准化适配及跨系统兼容方案协议栈架构：标准定义的分层模型与各层职责标准采用简化的协议栈架构，包括物理层、MAC层与应用层适配层。物理层负责信号转换，MAC层管控接入，适配层实现与应用层的协议衔接。各层职责清晰，通过服务接入点交互，确保数据在层间高效传输，降低协议复杂度。12（二）层间接口标准化：物理层与MAC层的交互规范标准明确物理层与MAC层的接口类型、数据格式与命令集。MAC层通过接口向物理层下发调制、发送等命令，物理层将接收的信号数据与状态信息反馈给MAC层。标准化接口确保不同厂商的物理层与MAC层产品可灵活对接，提升兼容性。（三）与上层协议的适配：面向物联网应用的接口设计适配层支持与MQTT、CoAP等物联网主流上层协议对接，实现数据格式转换与协议解析。标准定义适配层的接口参数与数据封装方式，使低速窄带可见光通信终端可无缝接入物联网平台，无需对上层应用系统进行大幅改造。跨系统兼容方案：与射频通信系统的协同工作机制标准提出通过网关实现可见光与射频通信的协同，网关作为数据中转节点，完成两种通信协议的转换。在混合通信场景中，终端根据场景选择通信方式，实现跨系统数据互通。该方案保障现有射频系统投资，推动技术平滑升级。12、测试验证有何标尺？GB/T36628.2-2019规定的性能指标与检测方法全解析测试验证的核心目标：确保产品符合标准的技术要求测试验证旨在通过量化检测，确认产品在物理层参数、MAC层机制、通信可靠性等方面符合标准规定。其核心目标是保障不同厂商产品的兼容性与一致性，为市场准入提供依据，推动产业健康有序发展，提升用户对技术的信任度。（二）物理层性能测试：速率、功率与误码率的检测方法速率测试采用信号分析仪捕获传输数据，计算实际传输速率；功率测试通过光功率计测量发射端与接收端光功率；误码率测试通过发送已知数据序列，对比接收数据与原始数据的差异。标准明确测试环境与设备要求，确保结果准确。（三）MAC层功能测试：接入控制与冲突解决的验证方案搭建多终端测试环境，模拟高并发接入场景，检测CSMA/CA机制的有效性；通过人为制造接入冲突，验证冲突检测与退避算法的执行效果。标准规定测试用例设计方法，明确功能合格的判定标准，确保MAC层功能符合要求。系统兼容性测试：多厂商产品互联互通的验证流程01选取不同厂商的发送端与接收端产品，进行跨品牌通信测试，验证接口与协议的兼容性。测试内容包括数据互通、速率稳定性等，标准规定兼容性测试的场景设置与评估指标，为产品互联互通提供统一的验证标尺。02、行业落地瓶颈在哪？标准应用中的痛点与基于技术演进的突破路径（2024-2027）当前落地的主要瓶颈：成本、干扰与产业链成熟度问题成本上，专用接收芯片价格较高；干扰方面，自然光与复杂光源影响通信稳定性；产业链上，核心元器件供应商较少，配套产业不完善。这些瓶颈导致产品规模化应用受阻，需结合技术演进与产业协同寻找突破方向。（二）技术层面突破路径：芯片国产化与抗干扰技术升级2024-2027年，推动接收芯片国产化，通过工艺优化降低成本；研发自适应干扰抑制技术，提升系统抗干扰能力。同时改进调制解调算法，在保持低速优势的同时，进一步提升通信可靠性，突破技术瓶颈。0102政府与行业协会牵头，整合芯片设计、终端制造、应用企业资源，构建产业链协同生态。完善配套的测试设备、软件开发工具等支撑体系，降低企业研发与生产门槛，提升产业链成熟度，推动产业规模化发展。（三）产业层面解决策略：构建协同生态与完善配套体系政策与标准保障：强化标准实施与配套政策支持01加强标准宣贯与实施监督，将标准要求纳入相关产品认证体系；出台税收优惠、研发补贴等政策，鼓励企业投入技术研发与产品创新。通过政策与标准双轮驱动，破解落地瓶颈，加速产业应用进程。02、未来趋势如何预判？低速窄带可见光通信与5G-A/6G融合的技术方向与标准延伸技术融合趋势：与5G-A/6G的互补共生关系解读5G-A/6G侧重广覆盖、高速率通信，低速窄带可见光通信擅长室内短距离、低功耗接入，二者形成互补。融合后，可实现“室外广覆盖+室内精准接入”的无缝通信，为物联网提供全方位接入方案，是未来通信网络的重要组成部分。（二）核心技术演进方向：智能化与网络化的发展路径未来将引入AI技术优化信道资源分配与干扰抑制，提升系统自适应能力；发展多节点协同通信，构建可见光通信网络。同时推动与边缘计算结合，降低数据传输时延，满足低时延场景需求，提升系统智能化水平。（三）标准延伸方向：面向融合场景的标准体系完善建议01建议未来标准延伸聚焦三个方向：一是制定与5G-A/6G融合的接口标准；二是完善多节点协同通信的技术规范；三是新增智能化功能的技术要求。通过标准体系完善，引领技术融合发展，保障产业有序演进。02专家预判：2025-2030年的产业发展阶段与市场规模专家预判，2025-2027年为融合发展期，产品开始规模化应用；2028-2030年进入成熟