我們現(xiàn)在的無(wú)線通信，都是基于電磁波。

使用電磁波進(jìn)行通信，必須要占用電磁波頻譜資源。

雖然頻譜資源看不見(jiàn)、摸不著，但是它是非常寶貴的。

根據(jù)頻譜資源的頻率（波長(zhǎng)），電磁波主要分為電波和光波。一直以來(lái)，我們主要是使用“電波”進(jìn)行無(wú)線通信，用電波的頻譜資源。

電波的頻譜資源東分一點(diǎn)，西分一點(diǎn)，已經(jīng)沒(méi)剩下多少了。

電波不夠用，人們自然會(huì)想，那是不是可以用光波呢？

光波頻率資源豐富，頻段寬闊，可以利用的資源相對(duì)要豐富很多。

利用光波進(jìn)行無(wú)線通信的技術(shù)，通常就稱為“光通信”。

注意了，我們平時(shí)經(jīng)常所說(shuō)的光通信，更多的是指光纖通信。實(shí)際上，光纖通信屬于有線通信。

光纖

但是沒(méi)辦法，名字已經(jīng)被大家叫習(xí)慣了，再搶回來(lái)也難了。。。

于是，為了和光纖通信進(jìn)行區(qū)分，我們的“真·光通信”又被叫做“可見(jiàn)光通信”（Visible Light Communication，VLC）。

可見(jiàn)光通信，有屬于自己的標(biāo)準(zhǔn)——IEEE 802.15.7 VLC。

它的準(zhǔn)確定義是：利用可見(jiàn)光波段的光作為信息載體，在空氣中直接傳輸光信號(hào)的通信方式。

這幾年到處都很火的“Li-Fi”，就是“可見(jiàn)光通信”技術(shù)中的一種。

2011年，德國(guó)物理學(xué)家哈拉爾德·哈斯（Harald Haas）和他在英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)的團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種專利技術(shù)，利用閃爍的燈光來(lái)傳輸數(shù)字信息，這就是Li-Fi。

Li-Fi，光保真技術(shù)（Light Fidelity）。是不是覺(jué)得這個(gè)名字和Wi-Fi很像？之所以這么命名，就是因?yàn)樗膽?yīng)用場(chǎng)景和Wi-Fi很像，而且當(dāng)時(shí)人們覺(jué)得它很可能會(huì)取代Wi-Fi。

哈斯和他的Li-Fi

Li-Fi的工作原理并不復(fù)雜：給普通的LED燈泡裝上微芯片，可以控制它每秒數(shù)百萬(wàn)次閃爍，亮了表示1，滅了代表0。由于頻率太快，人眼根本覺(jué)察不到，但是光敏傳感器卻可以接收到這些變化。就這樣，二進(jìn)制的數(shù)據(jù)就被快速編碼成燈光信號(hào)并進(jìn)行了有效的傳輸。燈光下的電腦或手機(jī)，通過(guò)一套特制的接收裝置，就能讀懂燈光里的“莫爾斯密碼”，就能通訊了。

可見(jiàn)光通信工作原理

大家要注意喲，哈斯只能算是Li-Fi的發(fā)明人，他并不是可見(jiàn)光通信的發(fā)明人。

可見(jiàn)光通信早在2000年左右就提出來(lái)了，發(fā)源地是日本。

讓我們來(lái)看看可見(jiàn)光通信的發(fā)展歷程：

2000年，日本研究者提出并仿真了利用LED照明燈作為通信基站進(jìn)行信息無(wú)線傳輸?shù)氖覂?nèi)通信系統(tǒng)。此時(shí)的光通信，傳輸速率僅有幾十KB每秒。

2003年，日本成立了VLCC可見(jiàn)光通信聯(lián)盟，迅速成為國(guó)際組織。

2008年，實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)光通信最遠(yuǎn)傳輸距離2000米，傳輸速率為1022bit/s。

2010年，利用LED交通信號(hào)燈作為發(fā)射機(jī)的可見(jiàn)光通信技術(shù)，傳輸速率是4800kb/s，距離300米。

2010年，德國(guó)弗勞恩霍夫研究所的團(tuán)隊(duì)將通信速率提高至513Mbps，創(chuàng)造世界紀(jì)錄。

2013年，復(fù)旦大學(xué)研發(fā)出3.75Gbps離線數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾剩瑒?chuàng)造世界紀(jì)錄。

2013年，英國(guó)科研人員又把離線速率刷新到10Gbps。

2015年，中國(guó)把實(shí)時(shí)通信速率提高至50Gbps。

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，牛津大學(xué)的研究人員已完成100Gbps可見(jiàn)光通信試驗(yàn)，并命名為“超并行可見(jiàn)光通信”，甚至預(yù)測(cè)該通信系統(tǒng)的最高速率能達(dá)到3Tbps！

牛津大學(xué)的可見(jiàn)光通信研究

其實(shí)，可見(jiàn)光通信之所以能誕生和快速發(fā)展，就是因?yàn)長(zhǎng)ED技術(shù)的爆發(fā)。

LED自從誕生以來(lái)，以每十年亮度提高20倍，價(jià)錢(qián)降低100倍的速度發(fā)展，技術(shù)日趨成熟，功能不斷完善。

正因?yàn)槿绱耍梢?jiàn)光通信也就搭上了這趟順風(fēng)車，跟著火了起來(lái)。

除了速率之外，可見(jiàn)光通信還有很多其它方面的優(yōu)勢(shì)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年支持Wi-Fi無(wú)線連接的設(shè)備將達(dá)17億臺(tái)，但隨著設(shè)備的進(jìn)一步增加，2025年基于傳統(tǒng)RF（射頻）技術(shù)的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)可能無(wú)法滿足設(shè)備連接需求。

蜂窩通信方面，只我們中國(guó)，移動(dòng)通信基站有差不多600萬(wàn)個(gè)，大部分能量都用于冷卻，效率只有5%。

LED光源就不一樣了，目前全球LED燈泡就有大約400億個(gè)。只需給這些LED燈泡加一個(gè)微芯片，就能改造成信號(hào)發(fā)射器，形成的通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模是非常驚人的。這樣做的成本也比部署Wi-Fi熱點(diǎn)低得多，也不必新建基礎(chǔ)設(shè)施。

而且，前面也說(shuō)了，無(wú)線電波的頻譜資源日趨緊張，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)變得擁擠不堪。可見(jiàn)光頻譜的寬度達(dá)到射頻頻譜的1萬(wàn)倍，意味著能帶來(lái)更高的帶寬，可以使用的資源也非常豐富。使用光通信，完全不用擔(dān)心頻譜不夠用的問(wèn)題，同時(shí)還能緩解全球無(wú)線頻譜資源短缺的現(xiàn)狀。

此外，可見(jiàn)光對(duì)于人類來(lái)說(shuō)是綠色的、無(wú)輻射傷害的一種物質(zhì)。

因此，用光來(lái)作為無(wú)線通信的媒質(zhì)，是一種對(duì)人類發(fā)展更健康，更可取的方向。同時(shí)用光來(lái)通信能降低能耗，因?yàn)椴恍枰窕灸菢犹峁╊~外的能耗，更加環(huán)保。

如果算上安全的話，也是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可見(jiàn)光通信，把光線一擋，就泄露不出去了。。。

但是，可見(jiàn)光通信的缺點(diǎn)其實(shí)也非常多。

首先，大家應(yīng)該已經(jīng)想到了，像Li-Fi這樣的東東，你下行速率還好說(shuō)，上行怎么辦呢？手機(jī)上也裝個(gè)電燈泡？

然后，環(huán)境光源干擾。在封閉的室內(nèi)用用是沒(méi)問(wèn)題，到了室外，光源雜亂，這個(gè)受影響就很大。

再有，就是距離，可見(jiàn)光通信的速率看上去很高，但是實(shí)驗(yàn)室里面都是短距離理想環(huán)境下測(cè)試。你不可能拿著手機(jī)挨著燈泡上網(wǎng)，你稍微離遠(yuǎn)點(diǎn)，速率就下降得厲害。而且，如果你背對(duì)著光源，擋住了光，就沒(méi)信號(hào)了。。。

總而言之，可見(jiàn)光通信確實(shí)在理論傳輸速率、部署、成本、零電磁輻射等方面“秒殺”傳統(tǒng)射頻通信。但是因?yàn)樗举|(zhì)上的缺陷，指望它短時(shí)間內(nèi)替換掉Wi-Fi或移動(dòng)通信基站，肯定是不可能的。

所以，對(duì)于可見(jiàn)光通信以及Li-Fi，我們還是再多一點(diǎn)耐心吧！