可見光通信技術(shù)（Visible Light Communication，VLC）是指利用可見光波段的光作為信息載體，無需光線等有線信道的傳輸介質(zhì)，在空氣中直接傳輸光信號的通信方式。可以說可見光通信技術(shù)是一種綠色低碳、可實(shí)現(xiàn)近乎零耗能的通信方式，還可以有效避免無線電通信電磁信號泄露等弱點(diǎn)，快速構(gòu)建抗干擾、抗截獲的安全信息空間。未來將會(huì)在物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等領(lǐng)域帶來創(chuàng)新性應(yīng)用。

近日來自達(dá)特茅斯（英國港口城市）學(xué)院的三名學(xué)生Zhao Tian、Kevin Wright和Xia Zhou在目前的可見光通信技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新，并推出了一個(gè)演示Demo說明他們的創(chuàng)新原理。現(xiàn)在的可見光通信技術(shù)一般都采用LED發(fā)射閃爍的光束，這樣就限制可VLC技術(shù)的應(yīng)用場景（比如陽光明媚的天氣室內(nèi)根本不需要LED照明等），他們發(fā)明了一種稱為“DarkLight”的方式，即使LED燈光很暗時(shí)也能維持通信。

圖1、利用人眼無法查別的亮度變化完成數(shù)據(jù)的二進(jìn)制編碼

他們的關(guān)鍵想法就是將數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，使用超短的不能被察覺的光波作為傳輸載體。他們要完成的工作和挑戰(zhàn)包括電路設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)的編碼和解碼算法、“DarkLight”網(wǎng)絡(luò)搭建，保證光波的生成和接收的可靠性，他們采用了Digilent推出的Basys3 FPGA板卡、LED燈和光電二極管完成了系統(tǒng)原型的搭建，Basys3板卡集成的是Xilinx Artix-7 A35T FPGA器件。

圖2、達(dá)特茅斯學(xué)院推出的DarkLight系統(tǒng)原型

對于信號的編碼采用OPPM（overlapping pulse position modulation，重疊脈沖位置調(diào)制），首先脈沖位置調(diào)制（PPM）是調(diào)制信號控制脈沖序列中各脈沖的相對位置（即相位），使各脈沖的相對位置隨調(diào)制信號變化，此時(shí)序列中脈沖幅度和寬度均不變。其次OPPM是PPM的改進(jìn)形式，在脈沖寬度相同的條件下,OPPM的傳信率比PPM高。該原型系統(tǒng)支持的傳輸距離為1.3米，最高數(shù)據(jù)傳輸速率1.6Kbps，這樣的性能至少能夠滿足一些低速通信的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的要求。