万众期待的Li-Fi，真的有这么牛吗？

我们现在的无线通信，都是基于电磁波。

使用电磁波进行通信，必须要占用电磁波频谱资源。

虽然频谱资源看不见、摸不着，但是它是非常宝贵的。

根据频谱资源的频率（波长），电磁波主要分为电波和光波。一直以来，我们主要是使用“电波”进行无线通信，用电波的频谱资源。

电波的频谱资源东分一点，西分一点，已经没剩下多少了。

电波不够用，人们自然会想，那是不是可以用光波呢？

光波频率资源丰富，频段宽阔，可以利用的资源相对要丰富很多。

利用光波进行无线通信的技术，通常就称为“光通信”。

注意了，我们平时经常所说的光通信，更多的是指光纤通信。实际上，光纤通信属于有线通信。

光纤

但是没办法，名字已经被大家叫习惯了，再抢回来也难了。。。

于是，为了和光纤通信进行区分，我们的“真·光通信”又被叫做“可见光通信”（Visible Light Communication，VLC）。

可见光通信，有属于自己的标准——IEEE 802.15.7 VLC。

它的准确定义是：利用可见光波段的光作为信息载体，在空气中直接传输光信号的通信方式。

这几年到处都很火的“Li-Fi”，就是“可见光通信”技术中的一种。

2011年，德国物理学家哈拉尔德·哈斯（Harald Haas）和他在英国爱丁堡大学的团队发明了一种专利技术，利用闪烁的灯光来传输数字信息，这就是Li-Fi。

Li-Fi，光保真技术（Light Fidelity）。是不是觉得这个名字和Wi-Fi很像？之所以这么命名，就是因为它的应用场景和Wi-Fi很像，而且当时人们觉得它很可能会取代Wi-Fi。

哈斯和他的Li-Fi

Li-Fi的工作原理并不复杂：给普通的LED灯泡装上微芯片，可以控制它每秒数百万次闪烁，亮了表示1，灭了代表0。由于频率太快，人眼根本觉察不到，但是光敏传感器却可以接收到这些变化。就这样，二进制的数据就被快速编码成灯光信号并进行了有效的传输。灯光下的电脑或手机，通过一套特制的接收装置，就能读懂灯光里的“莫尔斯密码”，就能通讯了。

可见光通信工作原理

大家要注意哟，哈斯只能算是Li-Fi的发明人，他并不是可见光通信的发明人。

可见光通信早在2000年左右就提出来了，发源地是日本。

让我们来看看可见光通信的发展历程：

2000年，日本研究者提出并仿真了利用LED照明灯作为通信基站进行信息无线传输的室内通信系统。此时的光通信，传输速率仅有几十KB每秒。

2003年，日本成立了VLCC可见光通信联盟，迅速成为国际组织。

2008年，实现了可见光通信最远传输距离2000米，传输速率为1022bit/s。

2010年，利用LED交通信号灯作为发射机的可见光通信技术，传输速率是4800kb/s，距离300米。

2010年，德国弗劳恩霍夫研究所的团队将通信速率提高至513Mbps，创造世界纪录。

2013年，复旦大学研发出3.75Gbps离线数据传输的速率，创造世界纪录。

2013年，英国科研人员又把离线速率刷新到10Gbps。

2015年，中国把实时通信速率提高至50Gbps。

据国外媒体报道，牛津大学的研究人员已完成100Gbps可见光通信试验，并命名为“超并行可见光通信”，甚至预测该通信系统的最高速率能达到3Tbps！

牛津大学的可见光通信研究

其实，可见光通信之所以能诞生和快速发展，就是因为LED技术的爆发。

LED自从诞生以来，以每十年亮度提高20倍，价钱降低100倍的速度发展，技术日趋成熟，功能不断完善。

正因为如此，可见光通信也就搭上了这趟顺风车，跟着火了起来。

除了速率之外，可见光通信还有很多其它方面的优势。

据统计，2020年支持Wi-Fi无线连接的设备将达17亿台，但随着设备的进一步增加，2025年基于传统RF（射频）技术的Wi-Fi网络可能无法满足设备连接需求。

蜂窝通信方面，只我们中国，移动通信基站有差不多600万个，大部分能量都用于冷却，效率只有5%。

LED光源就不一样了，目前全球LED灯泡就有大约400亿个。只需给这些LED灯泡加一个微芯片，就能改造成信号发射器，形成的通信网络规模是非常惊人的。这样做的成本也比部署Wi-Fi热点低得多，也不必新建基础设施。

而且，前面也说了，无线电波的频谱资源日趋紧张，网络已经变得拥挤不堪。可见光频谱的宽度达到射频频谱的1万倍，意味着能带来更高的带宽，可以使用的资源也非常丰富。使用光通信，完全不用担心频谱不够用的问题，同时还能缓解全球无线频谱资源短缺的现状。

此外，可见光对于人类来说是绿色的、无辐射伤害的一种物质。

因此，用光来作为无线通信的媒质，是一种对人类发展更健康，更可取的方向。同时用光来通信能降低能耗，因为不需要像基站那样提供额外的能耗，更加环保。

如果算上安全的话，也是一个优点，可见光通信，把光线一挡，就泄露不出去了。。。

但是，可见光通信的缺点其实也非常多。

首先，大家应该已经想到了，像Li-Fi这样的东东，你下行速率还好说，上行怎么办呢？手机上也装个电灯泡？

然后，环境光源干扰。在封闭的室内用用是没问题，到了室外，光源杂乱，这个受影响就很大。

再有，就是距离，可见光通信的速率看上去很高，但是实验室里面都是短距离理想环境下测试。你不可能拿着手机挨着灯泡上网，你稍微离远点，速率就下降得厉害。而且，如果你背对着光源，挡住了光，就没信号了。。。

总而言之，可见光通信确实在理论传输速率、部署、成本、零电磁辐射等方面“秒杀”传统射频通信。但是因为它本质上的缺陷，指望它短时间内替换掉Wi-Fi或移动通信基站，肯定是不可能的。

所以，对于可见光通信以及Li-Fi，我们还是再多一点耐心吧！