用灯光连接世界
专栏
《电脑报》的读者如果去上海世博会参观航空馆，可以在未来展示区看到飞机内光学无线网展示：在飞行途中，旅客只需打开阅读灯，用笔记本电脑对着灯光就可连上网络，随时收发邮件、查看网页、收看喜欢的视频，因为没有射频信号，不会对飞机通信带来任何干扰。
如果家里有这样一套装置，也可以实现光无线上网而不用担心隔壁邻居“借光”看到你上网的内容。用LED光作为电脑与网络连接的最后一米，这就是中科院半导体所“半导体照明信息网”项目的研究内容。
缘起
LED作为照明光源，具有长寿命、低电压、低功耗的特点，可以比普通照明灯节省60%以上的能耗，是未来照明的一种选择，实现信息传输是其应用的方向之一。
目前，日本、美国和韩国等发达国家都投入了人力和物力从事相关技术的研究与开发工作，日本成立了研究和推广可见光通信网络的可见光通信联盟，美国成立了由波士顿大学、Rensselaer理工学院、新墨西哥大学组成的LED智能照明中心，已经开发出基于LED灯的点到点数据传输演示系统。其他代表性研究机构还有韩国的三星公司、英国的牛津大学、德国的西门子公司、法国电信等，他们也实现了基于白光LED 点到点通信。2007年12月，国际通信与电子工程师协会成立了IEEE802.15委员会，以推进近距离通信技术标准化的工作，并设立了可见光通信研究小组。国外在半导体照明智能信息工程方面的研究也只是刚刚起步，相关标准正在研讨制订中。
中科院半导体所根据半导体照明在信息领域发展的新形势，依托中国科学院半导体照明研发中心，组织光电子研发中心、光电系统实验室开展半导体照明智能信息工程的研究，建立了科研攻坚团队。光电系统实验室迅速成立了半导体照明智能通信系统研发小组。经过努力攻关，掌握了光源的高速稳定调制、信号编解码及探测、上下链路的抗干扰等核心技术，已经实现了2米内最大传输速率2Mbps双向通信。这项研究的使用范围，目前考虑的是一些特殊场合，比如飞机上的上网、潜水员水下的沟通。
光学无线网的优点有很多：无电磁污染，有利于人体健康；私密性强，安全性高，只有灯光照着的地方才可以实现网络连接；与半导体照明结合，节能环保；网络带宽高——可快速下载网上信息；无需频率许可证。
实现
中科院半导体所研发的半导体照明通信系统由接入控制器、照明LED灯和用户适配器三部分组成，其中接入控制器连接电信网络，用户适配器连接用户计算机，接入控制器将电信网络信号通过LED的灯光传输到接在电脑上的用户适配器；而电脑上的信息，再通过用户适配器控制红外光传输回网络，达到双向交互。传输距离与LED灯发光强度有直接关系。目前下行采用了15W LED照明灯、上行采用了3W红外LED，在满足传输速率2Mbps及一定范围内可以移动的情况下可以做到2米的传输距离。
在半导体照明信息网控制的LED灯照射到的地方内，用户只要连接上专用的用户适配器就可以实现轻松上网。相比目前的射频无线技术，利用LED灯的可见光上网具有更大的带宽潜力。
现在的无线接入方式往往会带来安全性问题，“别有用心”的人有可能在隔壁破解了无线接入密钥，窥视到你的隐私，可见光通信则不用担心这个问题，只要有光不能透过的障碍物阻挡，你的私密就不会外泄。
未来
正是有这些无与伦比的优势，半导体照明信息网有着广阔的应用前景。飞机、医院、保密部门、水下等对射频敏感的地方都可以采用半导体照明信息网。该项技术还可以在智能家居、家庭混合网络、工业控制、自动识别等领域大显身手。
比如，未来半导体照明路灯采用LED联网，汽车采用LED作为前灯和后灯，智能交通可以做到新的一个层面：两辆汽车前后灯亮起可以传递实时路况信息，路灯也可以通报路况。
在高速铁路上，当时速超过300公里，无线信号会时有时无，如果在高铁上用LED上网，就可以避免这种问题。
在世博会上展示的系统尚不完善，元器件及系统集成都还有很多问题等待解决，离产品还有很大的距离。我们正在做的工作是把识别器做得更小，希望能集成到电脑中或只有闪存大小。另外，与运营商的接触才开始，整个系统涉及的厂商也还没有介入研发，标准尚待制订，一切才起步。
随着半导体照明技术的进一步发展和半导体照明的日渐普及，我们相信光有可能成为网络“最后一米”的主要接入方式之一。
