在1996年，日亚化学中村教授发表蓝光LED，RGB三原色终于全数备妥。由于LED具备轻巧、低消费电力、高速反应等特性，因此RGB三色LED构成的白光被视为次世代光源，台日韩美欧各国纷纷加入白光LED开发行列。

目前白光LED已经应用在LCD背光照明模组、交通信号灯、携带式电子机器背光照明模组等领域。可视光通讯是指利用LED等可见光线的高速反应特性，进行无线通讯的新世代技术而言。

接着本文要介绍利用白光LED与可视光ID（Identification）规范构成的Spot Light通讯机器。可视光通讯会限制收讯区域，非常适合应用在道路诱导、展示导游、行人用智慧型道路交通系统（Intelligent Transport Systems；ITS）、医院、室内资讯传输等领域。

开发经纬

如(图一)是可视光通讯的动作原理，如图所示送讯端根据传递资料将电气信号变调，再利用LED转换成光线传送出去，收讯端利用受光元件（光线感测器）接收光线，再将光线转换成电气信号，经过复调当成信号资料读取。

《图一 可视光无线通信的动作原理》

可视光通讯具备下列特征：

于2003年10月成立的产官学国际财团VLCC（Visible Light Communication Consortiun），成立初期以加盟企业为主要对象，VLCC针对可视光通讯技术的标准化与应用普及化进行各种工作小组活动，至2007年1月为提升可视光通讯知名度，包含东芝等公司在内有23家会员公司正式展开工作​​小组活动，具体内容分别是携带终端、光标签（Tag）的检讨，并成立可视光ID标准化工作小组。

可视光通讯是照明器具与看板等周边设备常用的通讯技术，为了使可视光通讯普及化，必需建立各种终端机器都能够应用的标准化规范，目前VLCC已经制定两种规范，分别是：

上述规范适用范围、波长、频率分配分别如下。

适用范围

本规范针对以可视光当作媒体的通讯系统，尤其是系统分成物理层与应用上位层时，规定物理层部份适用范围，具体内容如图2的点线所示，它的适用范围分别是收讯端的发光元件、收讯端的受光元件与发光元件的自由空间介面。

《图二 可视光无线通信系统的适用范围》

波长

本规范采用可视光所有领域当作可视光用波长，可视光领域为光的三原色亦即RGB，波长从蓝光的380nm一直到红光的780nm范围。

副搬送波传输方式的频率分配

本规范采用可以将元信号变调的传输方式。副搬送波系统除了应用在可视光通讯系统之外，典型的传输系统还有红外线讯系等等。为防止空间传输系统彼此干扰，制定如(图三)所示的可视光通讯系统副搬送波频率。

《图三 副搬送波传输方式的频率分配》

有关上述规范规定的功能、传输方式、讯框（Frame）结构，具体内容分别如下。

功能

可视光送讯端与收讯端之间的传递资料方法，可以分成ID送讯功能与资料送讯功能两种。

传输方式

副搬送波的频率如图3所示，包含可视光ID系统分配的领域在内，VLCC规定28.8kHz时的资料传送速度为4.8k位元/秒。资料使用4值脉冲位置变调（4PPM）的副搬送波变调编码化方式，(图四)是有关4PPM的定义。

《图四 4PPM的定义》

讯框（Frame）结构

如(图五)所示讯框以型式A与型式B两种结构定义，各型式的讯框是由显示讯框前端的起始部（Start Of File；SOF）、资讯部（Payload）、终端部（End Of Fil；EOF）构成。

起始部区分成序文（Preamble；PRE）与讯框型式（Frame Type）；资讯部（Payload）若是型式B的场合，则区分成识别记号（Identification；ID）与资料部，终端部（EOF）属于周期性多余资讯检验（Cyclic Redundancy Check-16；CRC-16）。

本规范为可视光ID中低速度规格，因此VLCC已经针对高速度规格进行检讨。

《图五 Frame的结构》

系统结构

使用LED点光源（Spot Light）通讯机器，是根据VLCC-STD-003规范制作的可视光无线通讯设备，(图六)是LED点光源可视光无线通讯器的系统结构图，各点光源通讯器具备相异ID利用​​该ID进行送讯，可视光收讯器接收该ID之后会辨识地点，并提供该地点的周边资讯。

点光源通讯器使用3个高照度白光LED，(表一)是可视光无线通讯器的主要规格一览。一般为稳定驱动LED照明大多采用电流控制方式，本点光源通讯器采用电流控制用FET构成的LED驱动电路，定电流控制LED的同时，进行资料通讯的变调作业。

此外有关LED照明与LED驱动电路要求的散热对策，它是透过LED点光源可视光无线通讯器的框体散热。图7是可视光无线通讯器系统的内部结构，根据测试结果证实LED点光源可视光无线通讯器不会妨碍周边电子机器进行资料传输。

《图六 可视光无线通信器的系统结构》

上述LED点光源可视光无线通讯器内建二组LED驱动模组，可以扩充其中一组与外部例如网路分享器（Router）电路连接，构成全新的LED点光源可视光无线网路分享器。此外可视光无线通讯器的传输资料ID可以利用通讯器内部设定，或是设置通讯介面与通讯控制模组从外部设定资料。

LED点光源可视光无线通讯器，可以利用室内照明常用的灯座滑轨，轻易固定固定在天花板使用上非常方便。

《图七 可视光无线通信器系统的内部结构》

系统评鉴

如(表二)是可视光无线通讯器的评鉴试验项目一览，具体测试内容分别是环境测试、安全性测试、功能测试、性能测试、其它测试等等。

有关照度测试结果，通讯资料变调后的LED点光源照度几乎与变调前完全相同；有关功能测试结果，最大通讯距离大约是3.5m。

根据以上测试结果证实LED可视光无线通讯器具备实用性，可以当作可视光ID通讯器使用，若与网路分享器电路连接，还可以构成全新的LED点光源可视光无线网路分享器，完全排除传统高频无线网路分享器电磁波对人体与周边电子机器干扰的疑虑，适合应用在办公室与医院等限定空间的资料传输。

结语

@內文:以上介绍白光LED构成的点光源可视光无线通讯器。可视光通讯会限制收讯区域，非常适合应用在道路诱导、展示导游、行人用智慧型道路交通系统。 LED点光源可视光无线通讯器完全排除传统高频无线电磁波对人体与周边电子机器干扰的疑虑，适合应用在办公室与医院等限定空间的资料传输等领域。