可见光通信其实一点也不新鲜。人类还不知道什么是“电”的时候,就已经懂得在海角塔楼上用火炬给远航的船只传递信息。其中最简单的办法就是利用灯光的不同的明灭组合来代表不同的含义。在《神探夏洛克》第五集里,华生医生在Dartmoor的荒野里看到远处的车头灯一明一灭,便以为是车上的人要利用灯光代表摩斯密码来传递信息。
目前的主流产品便是利用这个古老原理。例如,最近被报道的复旦大学LED光通信新技术就是通过控制LED灯的亮灭来代表“1”和“0”,从而实现快速数据交换。更为有趣的是Casio在去年消费电子大会上(CES 2012)展出的一个可见光通信应用原型,他们利用一台智能手机的摄像头来捕捉另一台智能手机屏幕的闪烁来获取社交信息。实际上,由于LED灯(或者其它光源)明暗变化的频率非常高,所以人们肉眼根本不能察觉到灯光的闪烁。
可见光通信最近被炒热,其实是人们期待照明和通信的结合。(题外话:窃以为这个话题的成功炒作,pureVLC™ 这家公司功不可没。)于是有了以下几个问题:
为什么可见光通信最近才火起来?

这个要先解释为什么要使用LED。原因是LED的响应速度快,也就是在通电后,LED可以在几纳秒的时间里点亮。这使得LED能够以极高的频率闪烁(每秒数百兆次),从而建立快速的数据通路。而传统的灯泡的响应时间是毫秒量级的,其闪烁频率只能达到千次每秒的级别。以此来传输数据,速度之慢,甚至都比不过90年代的Modem。另一方面,LED逐步取代传统高能耗的白炽灯照明已是大势所趋。加上如今人们对无线数据传输的要求越来越高,于是这个大环境催生了所谓的LiFi。
LiFi的牛皮吹的是啥?

LiFi是可见光通信(VLC)的一个分支,以双向光通信为基础,并以WiFi为蓝本提供一个高速的互联网接入方案。简单的LED开关调制恐怕只能支持到100Mbps级别的速率,不过现在也有通过调制光颜色来实现更高速传输的解决方案。针对遮挡即不能传输的问题,pureVLC最近展示了,依赖反射光也能实现传输(Li-Fi Using Reflected Light)。
优势,局限?

一种技术在某个场景下的劣势通常能成为另一些应用场景下的优势。1、特殊应用场景。可见光通信可以应用在对传统通信频段电磁波敏感的领域,比如航空器内、核电站。2、不可穿透性带来的空间复用。可见光基本不衍射,也不能穿透障碍物,这一“局限”正好可以利用来提高频谱的空间复用率。比如,随意畅想一个场景,我利用台灯与书桌上的笔记本电脑通信,就不会妨碍我躺在床上利用平板电脑接收挂在天花板上吊灯的发送过来的视频流。前提是笔记本上的接收器“看”不到吊灯,平板也不能直接“看”到台灯。但是如果采用WiFi,这需要占用两份频谱资源(作为类比,这相当于要使用两种颜色的光作为区分),否则会有强烈的干扰。频谱资源的空间复用性可以用来做什么?试想一下,在楼里,手机要是搜到几十个WiFi基站,那么WiFi基本上没用了。WiFi就只有互不干扰的三个信道,隔壁那户只要开大功率拼命发送数据,你们家的wifi基本处于半残废状态。要隔开邻家的信号,你得把你家的墙加厚几倍。可是在光通信里,隔一块板就是一个清净的世界。3、干扰和保密。不直视光源就能避开干扰,漏光足够小就能保密。这个保密是由于信噪比的问题,在一定信息速率情况下,当信号相比噪声小过某个阈值,那么窃听者就一个比特的信息都检测不到了。
前景

尽管IEEE 802正在为这个领域制定标准,但可见光通信离消费电子领域的商用还很远。看到pureVLC最近交付了一台5000欧元的医用收发设备(网易科技),可见其成本是个很大的瓶颈。
可是在家用领域,我极其看好LED照明和光通信的融合。一来,随着频谱资源日益紧张,往光波波段挤资源是大势所趋。其次,或许上行链路(从移动设备端传到路由器)需要借助WiFi等无线电通信技术,但下行链路(从路由器到移动设备)的解决方案是很容易实现的。
来源:知乎