由於照明用LED單位亮度的製作成本逐年地減少，再加上LED本身的節省能源效益及使用時間較長等優勢，使得LED未來將會成為室內最主要的照明燈具，而目前以白光LED當作室內照明更具成本效益，未來如全面更換後將可節省總體能源達50％左右。

LED燈具較少的功耗使用、緊密結合尺寸、較長的壽命且易與不同的產品進行整合等優勢。近來，由於LED的高能源效率已領先並超現行的螢光燈具，使其已成為照明產業上之最有效率的光源。

目前主要的LED供應商正積極的改進其輸出功率性能；例如Nichia在2009年早些時期，當其開發之LED於350 mA驅動電流下可獲致145 lm/W輸出功率時、而Cree則同時宣布LED在相同的驅動電流下可具186 lm/W輸出功率，顯見其技術競爭與日新月異。

而LED燈同時可作為車燈、戶外與室內照明、LCD用背光模組等用途。與傳統螢光照明燈具相較，LED則比其具較快速之頻率響應速度與頻寬使用範圍（~10 MHz寬）。因此LED除了可作為照明用之外，未來同時也可提供網路通訊的服務應用；因此LED可見光通訊（VLC）技術的應用情境可由圖一所描繪。

圖一 : 　LED可見光通訊應用情境

因LED的輸出波段在可見光範圍內，因此不會產生電磁干擾，因此可以在飛機、機場、醫院等不允許EMI干擾的環境場域中，可同時進行安全的網路通訊頻道。但是LED輸出的可見光之光功率在空間中衰減較快，因此LED約能提供較短距離的傳輸。且相較於現行無線通訊系統，LED通訊網路則有不需頻寬使用權及具資訊安全性等優勢。

另外LED原本就是作為照明用光源，另額外增設附加的通訊功能的模組並不會增加功率的使用與佈建成本之增加。怎麼說呢？舉例而言，過去為了增加佔有率於手機市場上，除了基本的通話功能外，現在的手機還增加了高畫數照像功能，此外還逐漸增加其閃光模組與攝影機功能，現在更像是一小型的NB進行高速網路的接取與應用等等。

因此，發展基於LED光源作為可見光通訊為將來為科技發展與產業應用的重要一環。VLC通訊可以在手機之間進行的安全的連接，主要是因為其光源可見的，因此用戶們可透過控制可見光的方向進行選擇安全的通訊目標，因此其它人是無法偷取該網路傳輸資訊的。此外因LED光是無法穿透牆壁的，所以其它房間的光信號是不會與其產生干擾問題。

目前LED通訊有上述兩國際標準在制定，但仍是以PHY與MAC方面為主，及提出以單向的LED傳輸模式，但在上傳信號部分還是應用RF或是Infrared方式來進行。

照明用白光LED的製程主要有兩種方式，一為使用藍光LED加上黃色螢光粉，另為使用RGB三光LED混合而成等兩個方式，如圖二所示，但最具成本效益的白光LED仍是以第一種製程方式為主。因利用黃色螢光粉激發的動作會導致LED自身的頻率響應時間變慢，因此會導致其有效地3-dB頻寬於1-MHz寬左右，此對於LED可見光通訊系統極為不利；例如於簡易的信號調變格式OOK-NRZ系統下，並以bit/Hz的狀態來看，其傳輸速率也僅可到1-Mit/s左右，實在難與現行WiFi、WiMAZ、LTE等競爭。

而白光RGB-LED的製作成本較高，但是其3-dB頻寬可達10-MHz以上，此為其優勢但亦為其缺點。因此在目前室內照明系統上，還是以具成本效益之Blue-LED + Yellow Phosphor白光LED為主；所以現在全球目前主要的LED可見光通訊技術也是以該種類型白光作為主要發展研發技術。

圖二 : 　白光LED種類示意圖

在目前的B+Phosphor LED可見光通訊系統下，主要且常見的相關技術議題如下列所描述：

此VLC傳輸距離很短，因此在實驗VLC通訊下，極有可能是LED頭端電信號直接洩漏至光接端Rx並被接收所致，因此通常在拉遠VLC傳輸距離後（>10cm）則無法量測到LED傳輸信號。因此使用Blue Filter於VLC系統中，其無法作為實際的LED VLC系統佈建與使用，但仍有其學術應用價值。

目前工研院資通所與交大合作研發VLC通訊系統關鍵技術，目的在於使用B+Phosphor LED並特殊設計Pre-distorted 4-ASK調變格式、Equalization技術及數位濾波技術，以增加其LED的頻寬使用效率至20倍，甚至以上。

經由實驗證明，在使用單顆LED實驗傳輸下，可達到具20-Mbit/s傳輸率且>1-m傳輸距離長的VLC通訊系統。

結語

醫院為最需要無RF無線信號干擾與無EMI存在之場域以進行無線接取通訊，因此無EMI效應之LED可見光無線通訊系統未來則是醫療環境的首選，因LED可見光通訊系統除了可於院內傳輸衛教資訊及具網路安全的病人生理資訊傳輸（如圖三），同時VLC系統還可用於對病理醫療人員的位置偵測。

因此目前工研院與輔大醫院（及其合作醫院）預計共同合作並建置LED可見光通訊系統，目標將於輔大醫院內首先建置一LED VLC通訊應用平台，此將是台灣第一個LED VLC應用場域，其目的是將藉由醫院的示範Filed Trial，期盼未來將LED VLC技術更廣泛地應用於其它的場域及環境上。

（本文作者葉建宏為工研院資通所正研究員、鄒志偉為交大光電系副教授）