試想一下，在一個有燈光照耀的地方，你手上的移動終端不到0.2秒就能下載（傳輸）完成一部高清電影（1GB），同時還能可享受打電話、上網等各種常見網絡服務，那麼你還會想念WiFi或4G網絡嗎？答案顯然是不會！不過也一定有朋友會問，這麼“誇張”通信技術真的存在嗎？答案當然是肯定的！

近日，中國“可見光通信系統關鍵技術研究”獲得重大突破——可見光通信的實時通信速率已經提高至50Gbps！

那麼什麼是可見光通信（Visible Light Communication，VLC）呢？其實就是利用可見光波段的光作為信息載體，無需光纖等有線信道的傳輸介質，在空氣中直接傳輸光信号的通信方式。簡單來說，隻要頭頂上有燈光照耀，理論上無論是傳輸數據信息、上網，還是進行語音、視頻通話，亦或是調節物聯網設備的開關，均可輕松實現，而且借助超高的傳輸速率，應用體驗遠超WiFi和4G網絡。

可見光通信——将改變你的生活

追溯可見光通信的曆史：電話才剛剛問世！

其實可見光通信并非是最近幾年才出現的新興概念，其曆史可以追溯到電話剛剛誕生的年代。1876年3月10日，亞曆山大·格雷厄姆·貝爾（Alexander Graham Bell）與他的同事因試驗了世界上第一台電話機而被世人所熟知，但其實他還有另一項偉大的發明成就，就是光線電話（photophone）。

可見光通信之光線電話

1880年，貝爾發現了一個有趣的玩法：通過調節光束的變化來傳遞語音信号，從而可以進行雙方無線對話——這就是人類第一次實現無線電話，利用的正是可見光通訊。可惜當時電話尚未普及，光線電話也被認為實現難度大，實用價值不高等原因，沒能得到實際推廣...。

而進入21世紀，随着LED等的逐步普及，可見光通信再度興起，并且不斷取得了新的突破。那麼可見光通信和LED等究竟有何關系呢？接下來我們就來講一講他們背後的故事！

解析可見光通信：看起來很複雜而已

為何說LED燈的普及，讓可見光通信再度興起？很簡單，因為LED（發光二極管，Light Emitting Diode，LED)燈比以往的熒光燈和白熾燈可以支撐更快的開關切換速度。這樣通過給普通的LED燈加裝微芯片，就能使LED燈以極快的速度閃爍，從而利用LED燈發送數據。

LED等通信原理圖（圖片來自網絡）

上面的說法可能有些難以理解，那麼我們再換個簡單的說法：通過微芯片來控制普通LED燈，可實現其每秒數百萬次的閃爍，其中燈亮代表1，燈滅代表0，這樣二進制的數據就被快速編碼成燈光信号，從而進行有效的傳輸了。與此同時，燈光下的終端（電腦、筆記本、手機、平闆、甚至是物聯網設備等），通過一套特制的裝置接收信号，就能實現有燈光的地方有網絡，關掉燈則網絡全無！

看到這裡你或許會有一個疑問，LED燈那麼頻繁的閃爍，我們的眼睛豈不是要廢了？對此用戶大可放心，因為當閃爍頻率達到數百萬次每秒時，對人的眼睛來說，這樣的閃爍是不可見的，隻有光敏接收器才能探測到。所以說，無論是照明還是數據傳輸，用戶都不會感受到任何影響。

可見光通信：速率不斷提升中

高速率性是可見光通信的最大優勢，也是業界普遍看好其前景的主要原因。但在2000年可見光通信剛剛興起之時，有限的調制帶寬限制了可見光通信的傳輸速率，起初僅有幾十KB每秒，直到2010年以後，可見光通信的速率才有了質的提升——2010年，德國弗勞恩霍夫研究所的團隊将通信速率提高至513Mbps創造世界紀錄；2013年，複旦大學研發出3.75Gbps離線數據傳輸的速率，創造世界紀錄；同年，英國衆多高校的科研人員又把離線速率刷新到10Gbps。

而近日，經我國工信部測試認證，中國“可見光通信系統關鍵技術研究”又獲得重大突破，實時通信速率提高至50Gbps，再次展現了中國在可見光領域的先發實力。

牛津大學的可見光研究實驗

不過可見光通信的速度還在不斷飙升，據國外媒體報道，牛津大學的研究人員已完成100Gbps可見光通信試驗，并命名為“超并行可見光通信”，甚至預測該通信系統的最高速率能達到3Tbps！其原理是借助更多波長的光來實現信号的多路傳輸，但這也對視場有了更高的要求，理論上，60度的視場可支持6個波長，可實現224Gbps（6個信道）的傳輸速率，而36度的視場則可支持3個波長，也可實現112Gbps（3個信道）的傳輸速率。不過在速率提升的同時，傳輸距離也被縮短，目前僅有3米的有效距離。

雖然目前的可見光傳輸速率還僅僅停留在實驗室階段，但僅從理論結果來看，其已經遠超當前的WiFi和4G網絡，因此未來的前景值得期待。當然，可見光通信的優勢可不止速率快這一點哦。不信？請接着往下看！

對比WiFi 可見光通信優勢明顯

“LiFi”将替代WiFi？

其實可見光通信還有另外一個名字，就是“LiFi”，因此不少人将其視為WiFi的替代者。的确，相比WiFi，除了速率優勢之外，可見光通信還有很多其它優勢，下面具體來說說：

1、密度高，成本低。衆所周知，想要實現WiFi覆蓋，就需要部署WiFi熱點（無線AP/無線路由器），而相比當前WiFi熱點的部署，燈光的密度無疑要高出很多；同時利用已有的照明線路即可實現光通信，不必新建基礎設施，而且LED燈的改造成本也要比部署WiFi熱點低的多。

2、頻譜豐富。WiFi的無線傳輸需要利用了射頻信号，然而無線電波在整個電磁頻譜中僅占很小的一部分，随着用戶對無線網絡需求的持續增長，可用的射頻頻譜将越來越少，終有一天WiFi網絡會變得擁擠不堪。相比之下，可見光頻譜的寬度是射頻頻譜的1萬倍，完全不用擔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狀。

3、無電磁輻射。WiFi依靠的是看不見的無線電波傳輸，設備功率越大，局部電磁輻射越高，同時也會産生電磁幹擾，這對于醫院等對電磁信号敏感的機構來說始終是個難題，而選擇了可見光通信，則完全沒有電磁輻射和幹擾的問題。

4、高保密性。隻要遮住燈光光線，信息就不可能向照明區以外的人洩漏。

“LiFi”具備諸多優勢

綜上所述，用可見光通信替代WiFi，的确是相當不錯的選擇！但是，在實際應用中，可見光通信還有這自己的不足：

1、安全性不足。剛剛提到的高保密性，僅僅是相對而言的，如果實在用戶家中或企業内部使用，确實較為安全，但如果到了公共場所，那麼安全威脅可以說是無處不在。

2、傳輸易被打斷。由于光被阻擋，傳輸就會中斷，因此不難想象在實際應用場景中，這種中斷可能随時發生。

綜合來看，可見光通信确實在理論傳輸速率、部署、成本、零電磁輻射等方面“秒殺”WiFi，但在實際應用環境下，其易被阻隔的軟肋也相當明顯，因此可以預計，未來“LiFi”将很難替代WiFi，但可以肯定的是，“LiFi”如果與WiFi進行互補，必将打造出更美好無線新生活。

提前感受可見光通信時代的美好生活

有了可見光通信，未來我們的工作生活将會發生怎樣的變化呢？下面就随筆者一起來暢想一番吧！

1、天上、地下都有用

可見光通信應用于飛機上和礦下作業

剛剛已經介紹過，可見光通信不會産生電磁幹擾，因此當其應用于飛機等環境之中，乘客在飛機上使用終端設備将變得更加的自由；而對于在水下、礦下作業的工人來說，僅靠一束光，就能實現通話和數據傳輸，相信将會進一步提升工作效率。

2、應用于汽車領域

可見光通信應用于汽車領域

如今車聯網是非常火熱的話題，但真正實現車聯網，還需要較長一段時間。而引入可見光通信技術，将有望加速車聯網的進程，并打造更多創新應用。比如當車燈照到了路邊的路牌，路牌馬上可以給車輛導航儀傳輸附近的路況，并告知到達目的地最通暢的道路，讓用戶擁有更好的駕駛體驗；再比如當車輛靠近時，主動提示刹車信息，或實現自動刹車等等。

3、構築智能生活

構築智慧生活

借助可見光通信的特性，早上我們起床打開燈，就能通過各種終端設備（電視、平闆、手機等）在第一時間了解今天的天氣狀況、得知最新的出行信息、以及國内外重要新聞等等；而家庭成員間分享數據信息時，更可實現“秒傳”。當然，這些僅是構築智能物聯生活的第一步，未來還将搭配傳感器，實現更多創新體驗。

可見光通信：應用前景不可估量

有調研機構預計，2018年全球可見光通信市場的規模将達60億美元，未來更将達到萬億的規模。而可見光通信也将與WiFi、蜂窩網絡（3G、4G、甚至5G）等通信技術交互融合，在物聯網、智慧城市（家庭）、航空、航海、地鐵、高鐵、室内導航和井下作業等領域帶來創新應用和價值體驗。也就是說，未來借助可見光通信技術，實現的不僅僅是開燈就上網，也不僅僅是超高速的數據傳輸，而是不可估量的應用創新。

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