上帝说要有光，就有了光。人们说，要上网，科学家们就开始忙。从前拨号上网的声音已经淡出我们的记忆，有线宽带连接和Wi-Fi已逐渐成为生活中不可或缺的一部分。而现在，可见光通信技术（visible light communications，VLC）又为我们带来了Li-Fi。

日前，复旦大学的研究人员成功利用可见光传输网络信号：他们通过微芯片控制LED灯泡的明灭变化，将二进制数据编码成光信号：灯亮表示1，灯灭表示0。这些信息能被接收器捕获并解调出来，而人眼却不会察觉到LED灯的变化——因为它们闪烁得实在太快了。研究人员将网络信号接入一盏功率为1W的LED灯，与接收器相连的4台电脑就都能够上网。就此成果，果壳网采访了复旦大学信息科学与工程学院通信科学与工程系的教授迟楠。

LED可见光通信系统示意图。该系统由发射和接收2部分构成，每个部分又包含相应的电学与光学元件。发射部分的电学元件包括LED驱动电路和负责编码、调制、预均衡的电信号处理系统，光学元件包括LED芯片和发射光学天线；接收部分的光学元件包括接收光学天线和探测器芯片，电学元件则包括负责解码、解调、后均衡的接收信号处理系统。图片来源：迟楠

“LED可见光通信首先在日本开展。早在2000年，日本研究者就提出利用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。”迟楠介绍道。和早已普及的Wi-Fi相比，Li-Fi具有明显的优势：Li-Fi 调制在可见光谱上，是Wi-Fi载频的万倍以上，这意味着更大的带宽和更高的速率；Li-Fi具有可遮挡性，具有一定的安全价值；再者，Li-Fi的设置几乎不需要额外建立基础设施。因此“欧洲，美国和日本都有研究组织在开展可见光通信的科研，竞争激烈，最高传输速率几乎每个月都有刷新。”

作为可见光通信技术的一支，“Li-Fi”这个称呼是由英国爱丁堡大学的教授哈罗德·哈斯（Harald Hass）在2011年全球科技娱乐设计大会（TED Global）上首次使用的。今年10月，由哈斯担任首席科学官的pureVLC公司以5000英镑的价格向一家美国医疗卫生供应商出售了第一台Li-Fi设备，Li-Fi迈向产业化。

Li-Fi与Wi-Fi的性质对比。从上到下依次是：速度；覆盖范围；数据密度；安全性；可靠性；可用功率；发射功率/接收；生态影响；设备连接；障碍干扰；物料清单；市场成熟度。1~3个星号分别表示低、中、高三种程度。图片来源：purevlc.co.uk

中国的科研人员自然不甘人后。这次，复旦大学自主开发了高阶调制和信道均衡算法，可见光通信的离线速率可达到3.75Gbps。“据我们所知，该速率为当前世界最高。”迟楠对果壳网说：“我们搭建了10套样机，实时物理层速率可以达到150Mbps。就传输速率而言，中国并没有落后世界的脚步。”此外，研究者还实现了2种方案的双向通信系统，他们的Li-Fi设备也将于下月登陆2013上海工博会。

然而，在LED芯片和基于多输入多输出模型（Multi-input Multi-output ，MIMO）的可见光通信系统方面，我国与国际前沿仍存在一定差距。“当前，我们的系统中采用的都是市场上常见的照明用LED芯片，通信的性能受到一定的制约。在材料生长、器件工艺和新结构封装芯片等方面的研究也比较缺乏。”迟楠教授指出：“另外，国外已有基于MIMO和探测器阵列的可见光通信实验，基于集成收发芯片的MIMO可见光通信系统是国内相对薄弱的环节。”接下来， 迟楠的团队将花更多的精力解决距离功率，覆盖范围等问题，并致力于现有系统的芯片化小型化工作。

Li-Fi来势汹汹，Wi-Fi会否从此没落？估计不会。“可见光通信也有突出的劣势，包括遮挡性，不能绕射，无法穿墙而过，上行传输也需要一个LED灯等，所以不能代替Wi-Fi技术。因此更多的是作为一种补充，能够在一些特定的场所发挥比Wi-Fi更好的效率。”迟楠提醒我们：“可见光通信尚未解决的问题还很多，需要谨慎乐观，既要认识到Li-Fi的优点，也要充分认识到Li-Fi的不足。”

可以预见的是，Li-Fi技术的推广将与Wi-Fi形成很好的配合，为人们提供各种便利。

来源：果壳网