我們現(xiàn)在的無線通信，都是基于電磁波。

使用電磁波進行通信，必須要占用電磁波頻譜資源。

雖然頻譜資源看不見、摸不著，但是它是非常寶貴的。

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

電波的頻譜資源東分一點，西分一點，已經(jīng)沒剩下多少了。

電波不夠用，人們自然會想，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要豐富很多。

利用光波進行無線通信的技術(shù)，通常就稱為“光通信”。

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

光纖

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

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

可見光通信，有屬于自己的標準——IEEE 802.15.7 VLC。

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

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

2011年，德國物理學(xué)家哈拉爾德·哈斯（Harald Haas）和他在英國愛丁堡大學(xué)的團隊發(fā)明了一種專利技術(shù)，利用閃爍的燈光來傳輸數(shù)字信息，這就是Li-Fi。

Li-Fi，光保真技術(shù)（Light Fidelity）。是不是覺得這個名字和Wi-Fi很像？之所以這么命名，就是因為它的應(yīng)用場景和Wi-Fi很像，而且當時人們覺得它很可能會取代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)百萬次閃爍，亮了表示1，滅了代表0。由于頻率太快，人眼根本覺察不到，但是光敏傳感器卻可以接收到這些變化。就這樣，二進制的數(shù)據(jù)就被快速編碼成燈光信號并進行了有效的傳輸。燈光下的電腦或手機，通過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，他并不是可見光通信的發(fā)明人。

可見光通信早在2000年左右就提出來了，發(fā)源地是日本。

讓我們來看看可見光通信的發(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行信息無線傳輸?shù)氖覂?nèi)通信系統(tǒng)。此時的光通信，傳輸速率僅有幾十KB每秒。

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

2008年，實現(xiàn)了可見光通信最遠傳輸距離2000米，傳輸速率為1022bit/s。

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

2010年，德國弗勞恩霍夫研究所的團隊將通信速率提高至513Mbps，創(chuàng)造世界紀錄。

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)造世界紀錄。

2013年，英國科研人員又把離線速率刷新到10Gbps。

2015年，中國把實時通信速率提高至50Gbps。

據(jù)國外媒體報道，牛津大學(xué)的研究人員已完成100Gbps可見光通信試驗，并命名為“超并行可見光通信”，甚至預(yù)測該通信系統(tǒng)的最高速率能達到3Tbps！

牛津大學(xué)的可見光通信研究

其實，可見光通信之所以能誕生和快速發(fā)展，就是因為LED技術(shù)的爆發(fā)。

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

正因為如此，可見光通信也就搭上了這趟順風(fēng)車，跟著火了起來。

除了速率之外，可見光通信還有很多其它方面的優(yōu)勢。

據(jù)統(tǒng)計，2020年支持Wi-Fi無線連接的設(shè)備將達17億臺，但隨著設(shè)備的進一步增加，2025年基于傳統(tǒng)RF（射頻）技術(shù)的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)可能無法滿足設(shè)備連接需求。

蜂窩通信方面，只我們中國，移動通信基站有差不多600萬個，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。只需給這些LED燈泡加一個微芯片，就能改造成信號發(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熱點低得多，也不必新建基礎(chǔ)設(shè)施。

而且，前面也說了，無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。可見光頻譜的寬度達到射頻頻譜的1萬倍，意味著能帶來更高的帶寬，可以使用的資源也非常豐富。使用光通信，完全不用擔(dān)心頻譜不夠用的問題，同時還能緩解全球無線頻譜資源短缺的現(xiàn)狀。

此外，可見光對于人類來說是綠色的、無輻射傷害的一種物質(zhì)。

因此，用光來作為無線通信的媒質(zhì)，是一種對人類發(fā)展更健康，更可取的方向。同時用光來通信能降低能耗，因為不需要像基站那樣提供額外的能耗，更加環(huán)保。

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

但是，可見光通信的缺點其實也非常多。

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，上行怎么辦呢？手機上也裝個電燈泡？

然后，環(huán)境光源干擾。在封閉的室內(nèi)用用是沒問題，到了室外，光源雜亂，這個受影響就很大。

再有，就是距離，可見光通信的速率看上去很高，但是實驗室里面都是短距離理想環(huán)境下測試。你不可能拿著手機挨著燈泡上網(wǎng)，你稍微離遠點，速率就下降得厲害。而且，如果你背對著光源，擋住了光，就沒信號了。。。

總而言之，可見光通信確實在理論傳輸速率、部署、成本、零電磁輻射等方面“秒殺”傳統(tǒng)射頻通信。但是因為它本質(zhì)上的缺陷，指望它短時間內(nèi)替換掉Wi-Fi或移動通信基站，肯定是不可能的。

所以，對于可見光通信以及Li-Fi，我們還是再多一點耐心吧！