可见光通信技术，对于许多人来说都只是“久闻其声”，没有过真实的体验。其国内外研发的现状如何？技术方面有了哪些突破？以及它的主要应用前景又在哪里？
LED作为新一代的环保光源，具有节能、环保、寿命长、体积小、无毒无害等优点，被称作为“绿色照明”。自2003年6月起，由科技部牵头成立了“国家半导体照明工程协调领导小组”，拉开了国内LED照明产业的序幕。此后，国家相继出台了“LED照明节能产业发展意见”等政策，开展“十城万盏”项目，推动国内LED照明的发展。目前，LED照明已在众多领域普及应用，LED照明的市场规模甚至每年可达上千亿，足见前景非常可观。
据元秀华教授介绍，LED照明集成可见光通信(Visible Light Communication VLC)，是具有和LED照明同样的市场规模。并且，由于LED照明集成可见光通信，“绿色照明+绿色通信”，有着节能环保、无电磁辐射、抗电磁干扰等特点，应用范围更加宽广。
有调研机构对LED照明市场进行预测，从2009年到2012年，LED照明增加了3倍之多，到2016年，LED照明将占整个照明市场的30%以上，以后将更加快速增长。
对移动通信需求的增长率
“哪里有照明，哪里就有网络通信”。针对LED照明+VLC应用前景分析，元秀华教授指出，可见光通信是当前短距离通信技术的研究热点，随着半导体照明的普及，基于LED和光电探测器的VLC通信技术将在不久的将来得到广泛的应用。
同时，他也指出了VLC技术需求颇为迫切。在人口非常密集的地区，例如大城市的中央商务区，要为区域内大量用户提供良好的无线接入服务，即使是最新的蜂窝技术也面临巨大的流量压力。而VLC则可以在提高空间复用密度的同时降低小区间干扰，提供更高的流量密度。
在谈到VLC(可见光通信)与RF(射频)两者的局限与优势时，他表示，首先，可见光无法穿墙；其次，频谱不受管制，不产生EMI；第三，通信距离较短，多径传播效应；最后，室外受太阳光影响，气候、环境。从而得出结论：VLC和RF应互为补充技术，而不是其替代技术。
VLC的应用前景
那么，VLC的应用前景又是怎样？元秀华教授认为，无处不在的LED照明为VLC的应用提供了肥沃的土壤。其应用领域具体包括有，高速Li-Fi，室内定位，通信安全，汽车通信，特殊地点……
据元教授讲解，Li-Fi与IEEE802.11定义的Wi-Fi在功能上是一致的，未来Li-Fi共同在异构网络(Hetnets)中作为接入点(AP)，为用户提供Internet高速接入。其中，Li-Fi能提升流量密度。Wi-Fi则能增加覆盖范围。
据悉，LED照明集成VLC涉及到的相关技术包括有：光学、光电子学、大气光传播理论、通信理论与技术、光机电一体化、精密机械。对其市场及产业化前景分析，预期可带动的相关产业就有半导体照明、光电子器件(电子器件、光电探测器、各类光无源器件等)、光网络技术行业、光机电技术行业、光学机密机械制造与加工等。
国内外发展现状
此外，元教授还介绍了LED照明与VLC技术发展现状，在国外，美国、日本、南韩、欧洲等通信技术发达国家均投入大量人力物力研发VLC，2006年，2008年、2012年均有应用样机展示。尤其是美国，将LED照明集成VLC技术，应用在军事领域，仅2010年，投资5000万美元以上研发。
欧洲市场推出的EIB(一种标准的总线控制系统)，采用对等控制方式，总线为4芯屏蔽双绞线，采用24VDC供电与电信号复用。DALI协议为电源驱动和设备控制之间提供异步串行通信规则，同时采用半双工传输、双线差分驱动方式。美国市场推出的X-10协议是以电力线为连接介质对电子设备进行远程控制的协议。系统由发送控制盒和多个接收控制组建组成，实现照明回路的远程控制。
日本推出HBS协议作为家庭网络协议，松下公司基于HBS的WR31202采用两线制主从结构，通过手持控制器设置地址，提高了产品的易用性。FRANCISM等人提出了时段与照度检测相结合的控制方法，充分利用自然光，系统通过照度检测进行实时补光。
返观国内，我国已出台了“LED照明节能产业发展意见”等政策，开展“十城万盏”项目，推动国内LED照明的发展。如今正在逐年增加对VLC的研发投入，近两年仅科技项目经费超过2亿，多省市已投入数千万专项资金发展LED照明与VLC。华中科技大学、复旦大学、清华大学等均开始研发VLC技术，发表了学术论文，但工程技术及应用滞后于国外。其中，华中科技大学已解决VLC关键技术，已研发完成LED照明+VLC样机，工程技术处于国内领先。
国外VLC在标准制定方面的情况是，IEEE、VLCC、三星、IrDA等机构都已经发布或正在制定自己的VLC标准，以2011年IEEE发布的802.15.7最具代表性。然而，OFDM在VLC中的成功运用要求制定新的、能被广泛接受的标准。新标准应能与IEEE802.11的高层协议兼容。元教授为此判断，VLC技术已处于应用推广前夜。
目前国内外VLC的推广商用情况，在LED厂商方面，刺激用户对现有LED灯具升级换代，解决市场饱和问题。在移动通信厂商方面，具备VLC功能的设备将提供差异化竞争优势。元教授认为，二者的合作，将推广VLC技术从低速向高速演进。
智能照明关键技术
谈智能照明的含义
元教授对何谓智能照明作出如下的定义：无需人工干预，照明参数随场景、环境等自动调控。例如，人体检测控制，环境参量(温度、湿度等)检测与控制，时间控制，电参量(电流电压等)检测与控制，光参量(如环境照度等)检测与控制。照明参数包括了照度、色温、亮度、颜色、光照时间、开关受控、光照布局动态分配等等。
在整个照明场景中，考虑到的因素可以包含：照明、人体移动、时间等参数。对各个参数进行综合分析后，给出合适的照明方案，并对照明回路进行精确地调整。
谈光学设计
当中，光学设计是LED智能照明的关键技术之一，光学系统的功能是按预先设计要求，保障照明区域的光学参量合理分布。那些有特殊要求的环境，都需要进行专门的光学设计。
谈驱动技术
驱动技术，是实现照明智能化的核心——电子技术。在LED照明里驱动是关键，驱动方式有多种，典型的有线性驱动和非线性驱动。LED智能照明——程控驱动电路。程控方式包括有1、可预先设置参数；2根据场景检测实时调控……
谈光源布局
元教授以几个应用场景实例来讲解光源布局的问题。在大厅灯光分布上，酒店大厅主要担任的功能有：迎宾接待、服务台登记手续、休息区洽谈等等，因此大厅的布置关系到客人对酒店的整体印象，在灯光布置方面要形成良好的气氛，给人以舒适的视觉感受。
在休息室灯光分布上，休息室作为客人进入会场前休息的场所，所以在灯具布置方面，主要采用整体照明，但是在某些区域还应加强局部照明，以满足读写的需要。休息室内同时设有彩色射灯，必要场合中营造效果。
在会议室灯光分布上，比如在酒店会议流程里，会议室虽然控制区域集中，照明回路较少，但是由于会议进行的时需要频繁地进行模式切换，这些都应该通过智能化系统实现。
LED照明融合VLC产品基本流程
VLC技术与照明之研发流程
总结
据了解，在VLC关键技术研究上，华中科技大学已完成了LED+VLC宽带调制、上下行链路设计、光学收发、多入多出(MIMO)技术研发，4终端、1Gbps/100MbpsLED照明+VLC系统实验样机研发业已基本完成，技术研发处于国内领先，正研发工程样机，已申请了国家发明专利2项。完成了酒店、会议室等环境的LED智能照明系统样机研制。
元秀华教授认为，LED照明比传统照明具有一系列优势，市场前景巨大；VLC具有宽广的市场，随着技术改进，VLC将得到广泛的应用；无线电、光纤通信不能应用的环境，必须依靠VLC。
另外，他更指出，LED照明+VLC市场规模巨大，率先研发VLC，将处于国内领先，率先占领市场。半导体照明是VLC的应用支撑平台，VLC集成LED照明将形成巨大产业规模。LED照明集成VLC，是通信技术的发展方向，其产业前景不可限量。
