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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;频谱丰富;高保密性应用领域Sheet11室内定位服务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2光子支付与光钥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3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4室内绿色高速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5水下中近距离无线信息网络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,且与国家海洋战略强相关,政策面影响大,市场规模大nullnullnull6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、灯塔通信、可见光手电筒等,但多数市场规模有限nullnullnull7可见光高精度成像定位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8可见光隐式成像通信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9可见光超高速数传系统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英国pureLiFi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),APP(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Sheet1国家公司研究所技术领域产品应用现状日本NakagawaLaboratories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室外高速通信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100Mbps左右,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PureLiFi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,OpticalGigaLink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LightpointeCommunications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传输问题美国LsaInc室外高速通信Free-SpaceOptics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155Mpbs的传输速度美国LVXSyatem室内通信LED灯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null中国深圳光启商用化光子会议系统null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null中国华策光通信科技基于LED白光的室内定位系统null中国暨南大学陈长缨教授白光LED节能灯构筑的无线通信系统上海世博会上“沪上生态家”展示区里展出中国复旦大学迟楠教授屋内可见光传输网络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实验系统离线传输速率达到
3.25Gbps中国东南大学赵春明/陈明教授实时高速VLC系统三色500Mbps单色150Mbps中国清华大学宋健教授VLC-PLC视频融合系统其实时传输速率达到192Mbps,传输距离1米中国北京大学李红滨/刘璐教授室内双向传输单路200Mbps传输距离达到2米中国中科院半导体所陈弘达研究员陈雄斌段靖远副研究员室内可见光通信网络双向,30Mbps2010年在上海世博会展示了利用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中国中科大徐正元教授可见光通信定位和交通室外2Mbps100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,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GrandViewResearch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得到进一步巩固,同时将可见光通讯的应用领域再次扩展,并降低了通讯丢包率,通信速率和通信距离均得到了进一步提升目前,公司与中国科学院半导体照明研究所独家合作,双方利用的资金、技术研发优势展开产学研全面合作,并已经研发出可见光通讯实验室设备样机投资建议可见光通信技术应用前景广阔,市场预计规模庞大,但目前国内依旧停留在研发阶段,存在市场定位尚不清晰、产业链缺乏合作协同、技术标准的制订滞后的三个主要问题,其技术完全成熟并广泛应用尚需要较长时间故我认为可对可见光通信初创型企业进行财务投资,进行一定的布局。