可见光传输效率佳 搭配光纤应用范围广

台北科技大学光电工程系教授吕海涵

人类运用可见光作为通讯工具已有数千年历史，如过去距离遥远的城邦之间，会利用施放狼烟或点燃烽火的方式，告知有紧急事故发生，或请邻近国家前来帮忙。至于各国港口中常见到的灯塔，更是过去没有无线电、GPS航海地图之前，船只在晚上航行时识别港口方位的重要依据，而在现今日常生活中常见到的红绿灯、火车前方头灯等等，亦是可见光的多种应用之一，也证明该技术早与人类生活息息相关。

台北科技大学光电工程系教授吕海涵指出，「当无线通讯技术兴起之后，便有许多学者开始针对可见光技术进行数据传输实验，以便让数据传递过程变得更为方便。特别是现今民众对于无线基站存有极大安全疑虑，而且对电磁波特别敏感的特定场所，如加油站、炼油槽、飞机舱、医院等地，亦不适合使用传统无线基站，若能运用可见光技术提供数据传输、上网服务，与现有Wi-Fi、光纤技术搭配之后，便能让民众享受到更便利的网络服务。」

多年前有研究团队曾开始利用日益普及的LED光源，作为研发可见光传输的基础，尽管为解决蓝光线漫射过于严重的问题，研究人员会在实验过程中搭配蓝光率镜，但最终得到的效果并不理想。以2012年国立交通大学与工研院公布的研究专案为例，当时数据传输距离仅能够达到1米、传输速度仅有20Mbps，国内南京大学则在2013发表LED传输论文，尽管传输距离提升到2.13米、传输速度也提升到100Mbps，但相较于市面上现有的无线传输技术仍有极大落差，离商业化应用仍然很远。

吕海涵指出：「LED光线有先天上的限制，以致于应用在可见光通讯上的效果不佳。因此，我们在2012年决定以雷射光为基础，以价格最便宜的红光、绿光进行可见光通讯研究，结果当年便有相当不错的研发成果，传输速度一口气达到500Mbps、传输距离则有10米之远，不仅远超过LED光技术，甚至比当时市面上的无线通讯技术还快。」

随后几年，台北科技大学研究团队便以此为基础，屡次将可见光通讯的传输速度推向新高，以2015年最新发表成果为例，传输速度已达到25Gbps、传输距离则有10米，俨然已具备光纤网络搭配使用的能力，也为可见光通讯技术走向商业应用奠下良好基础。

吕海涵认为，可见光能在空间中自由传输，可以解决现今光纤网络舖设的最后一里路问题，更能够避免电磁波干扰辐射，能让居家环境更舒适，亦可应用在加油站、炼油厂、飞机舱之中，乃至于改善民众搭乘高铁时手机经常发生断讯的问题。不过，可见光通讯也面临到瓶颈，未来需朝不可见光通讯发展，才有机会让传输速度获得更大幅度的提升。