用燈泡上網？速度100Gbps？萬眾期待的Li-Fi，真的有這麼牛嗎？
以前小棗君和大家說過，我們現在的無線通訊，都是基於電磁波。
使用電磁波進行通訊，必須要佔用電磁波頻譜資源。
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”進行無線通訊，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訊的技術，通常就稱為 “光通訊” 。
注意了，我們平時經常所說的光通訊，更多的是指 光纖通訊 。實際上，光纖通訊屬於有線通訊。
光纖
但是沒辦法，名字已經被大家叫習慣了，再搶回來也難了。。。
於是，為了和光纖通訊進行區分，我們的 “真·光通訊” 又被叫做 “可見光通訊”（Visible Light Communication，VLC）。
可見光通訊，有屬於自己的標準—— IEEE 802.15.7 VLC 。
它的準確定義是：利用可見光波段的光作為資訊載體，在空氣中直接傳輸光訊號的通訊方式。
這幾年到處都很火的“ Li-Fi ”，就是“可見光通訊”技術中的一種。
2011年，德國物理學家 哈拉爾德·哈斯 （Harald Haas）和他在英國愛丁堡大學的團隊發明了一種專利技術，利用閃爍的燈光來傳輸數字資訊，這就是Li-Fi。
Li-Fi，光保真技術（Light Fidelity） 。是不是覺得這個名字和 Wi-Fi 很像？之所以這麼命名，就是因為它的應用場景和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的工作原理並不複雜：給普通的LED燈泡裝上微晶片，可以控制它每秒數百萬次閃爍，亮了表示1，滅了代表0。由於頻率太快，人眼根本覺察不到，但是光敏感測器卻可以接收到這些變化。就這樣，二進位制的資料就被快速編碼成燈光訊號並進行了有效的傳輸。燈光下的電腦或手機，通過一套特製的接收裝置，就能讀懂燈光裡的“莫爾斯密碼”，就能通訊了。
可見光通訊工作原理
大家要注意喲， 哈斯只能算是Li-Fi的發明人 ，他並不是可見光通訊的發明人。
可見光通訊早在2000年左右就提出來了，發源地是日本。
讓我們來看看可見光通訊的發展歷程：
2000年，日本研究者提出並模擬了利用LED照明燈作為通訊基站進行資訊無線傳輸的室內通訊系統。此時的光通訊，傳輸速率僅有 幾十KB 每秒。
2003年，日本成立了VLCC可見光通訊聯盟，迅速成為國際組織。
2008年，實現了可見光通訊最遠傳輸距離2000米，傳輸速率為 1022bit/s 。
2010年，利用LED交通訊號燈作為發射機的可見光通訊技術，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訊速率提高至 513Mbps ，創造世界紀錄。
2013年，復旦大學研發出 3.75Gbps 離線資料傳輸的速率，創造世界紀錄。
2013年，英國科研人員又把離線速率重新整理到 10Gbps 。
2015年，中國把實時通訊速率提高至 50Gbps 。
據國外媒體報道，牛津大學的研究人員已完成 100Gbps 可見光通訊試驗，並命名為“ 超並行可見光通訊 ”，甚至預測該通訊系統的最高速率能達到 3Tbps ！
牛津大學的可見光通訊研究
其實，可見光通訊之所以能誕生和快速發展，就是因為LED技術的爆發。
LED自從誕生以來，以每十年亮度提高20倍，價錢降低100倍的速度發展，技術日趨成熟，功能不斷完善。
正因為如此，可見光通訊也就搭上了這趟順風車，跟著火了起來。
除了速率之外，可見光通訊還有很多其它方面的優勢。
據統計，2020年支援Wi-Fi無線連線的裝置將達 17億臺 ，但隨著裝置的進一步增加，2025年基於傳統RF（射頻）技術的Wi-Fi網路可能無法滿足裝置連線需求。
蜂窩通訊方面，只我們中國，行動通訊基站有差不多 600萬個 ，大部分能量都用於冷卻，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燈泡加一個微晶片，就能改造成訊號發射器，形成的通訊網路規模是非常驚人的。這樣做的成本也比部署Wi-Fi熱點低得多，也不必新建基礎設施。
而且，前面也說了，無線電波的頻譜資源日趨緊張，網路已經變得擁擠不堪。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頻寬，可以使用的資源也非常豐富。使用光通訊，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。
此外，可見光對於人類來說是綠色的、無輻射傷害的一種物質。
因此，用光來作為無線通訊的媒質，是一種對人類發展更健康，更可取的方向。同時用光來通訊能降低能耗，因為不需要像基站那樣提供額外的能耗，更加環保。
如果算上安全的話，也是一個優點，可見光通訊，把光線一擋，就洩露不出去了。。。
但是，可見光通訊的 缺點 其實也非常多。
首先，大家應該已經想到了，像Li-Fi這樣的東東，你下行速率還好說，上行怎麼辦呢？手機上也裝個電燈泡？
然後，環境光源干擾。在封閉的室內用用是沒問題，到了室外，光源雜亂，這個受影響就很大。
再有，就是距離，可見光通訊的速率看上去很高，但是實驗室裡面都是短距離理想環境下測試。你不可能拿著手機挨著燈泡上網，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，就沒訊號了。。。
總而言之，可見光通訊確實在理論傳輸速率、部署、成本、零電磁輻射等方面“秒殺”傳統射頻通訊。但是因為它本質上的缺陷，指望它短時間內替換掉Wi-Fi或行動通訊基站，肯定是不可能的。
所以，對於可見光通訊以及Li-Fi，我們還是再多一點耐心吧！