Li－Fi這一個概念，首先是由英國愛丁堡大學教授哈羅德·哈斯在2011年提出的，它以各種可見光源作為信號發射源，通過控制器控制燈光的通斷，從而控制光源和終端接收器之間的通訊。它與當前最常用的wi－fi技術相比，具有高速率、寬頻譜的優勢。其運作原理與摩斯密碼大致相同，通過可見光（VLC）及利用二進制代碼方式傳送數據，由于傳遞速度十分快，因此肉眼難以察覺……
發展可見光通信技術的現實意義
1、在軍事等特定應用領域可發揮重要作用
可見光通信具有保密性好、不受電磁干擾和保障水下通信等特點，在軍事、航天、水下等特定領域可發揮重要作用。相比于無線電傳播的發散性，可見光通信使用光來傳遞信息，可以限制信息的傳播范圍，提升無線通信的安全性和保密性，應用于國家信息安全相關領域?？梢姽馔ㄐ艧o電磁輻射，不會對精密電子設備造成電磁干擾，也不會干擾其它無線通信，可應用于航空航天領域。同時，藍綠色可見光在水下通信的能量損耗小，可實現較高的通信信噪比，是水下無線通信的優選方案。
一、可見光通信是軍事行動中安全可靠的無線通信手段。在敵方實施電子干擾時，無線電通信設備功能會受到限制，如果使用可見光通信進行軍用車船之間的無線保密通信，則可保障作戰指令順利傳達。如果為每個單兵配備可見光通信設備，可實現單兵間信息的安全共享。
二、藍綠光可見光通信可以為軍用潛艇和艦船提供安全可靠的水下通信手段。日本東洋電機研發的水下可見光通信裝置的通信速率達到50Mbps，美國海軍已開始探索裝備水下可見光通信系統?？梢姽馔ㄐ胚€可為深海探測提供高效穩定的通信手段。
三、可見光通信也適用于航空航天機艙內的通信和定位。利用航空航天器內的LED燈，實現高速通信和定位。美國航空航天局(NASA)已與美國可見光通信企業LVX公司簽訂了太空行動協議，共同研發可見光通信在航空航天領域的新應用，以拓展航天器內設備間的通信手段和提供艙內定位服務。
2、可有效彌補現有無線通信手段的短板
隨著信息需求的不斷增長，3G/4G和Wi-Fi等現有無線通信手段的短板日益明顯。一是人員密集場所通信網絡擁擠。機場和大型會議等人員密集場所容易發生通信網絡擁擠，難以保證通信速度與可靠性，影響上網體驗。二是無線通信網絡的覆蓋無法面面俱到。升降電梯、隧道等封閉場所常常會出現移動通信中斷問題，偏遠山區的移動通信質量欠佳且網絡覆蓋成本很高。三是在電磁輻射敏感區域缺乏無線通信手段。無線電信號會對精密電子設備產生電磁干擾，可能造成嚴重的安全事故。手術室和核電站等場所的無線電通信就會受到限制。四是無線電頻譜資源稀缺。無線電頻譜的使用需要無線電管理部門進行分配和認證，各國對無線電頻譜的爭奪日益激烈。
高速性、廣泛性和無電磁輻射等特點，使得可見光通信技術能夠成為現有無線通信的重要補充?？梢姽馔ㄐ潘俾首罡吣苓_到50Gbps，是5G規劃速率的50倍。其通過LED燈接入網絡，將有效彌補3G/4G和Wi-Fi等無線通信手段的缺陷，提供緊急情況下的應急通信手段，未來將成為無線通信技術的重要組成部分。
3、在工業互聯網等潛在領域市場前景廣闊
綠色安全的最后十米無線連接和極高的傳輸速率是推動可見光通信市場發展的兩大動力?？梢姽馔ㄐ偶夹g特別適合短距離(10米左右)高速通信和定位，可達到Gbps量級的數據傳輸速率。在移動數據業務激增、頻譜資源緊張的大背景下，可見光通信技術可以緩解其它無線通信數據流量上的壓力。相關市場研究機構預測，在2020年之前，全球Li-Fi行業市場規模至少會增長到90億美元。我國在工業互聯網、智慧城市和智慧交通等可見光通信應用領域發展迅速，市場前景廣闊。
一是工業互聯網領域。通過工廠廠房內的LED照明燈實現工業機器設備的遠程控制和運行狀態監測，并實現機器設備間的信息傳輸和互聯。未來隨著工業互聯網以及無人工廠的高速發展，可見光通信具有可觀的市場空間。二是封閉空間的通信和定位領域。利用隧道、礦井和地下停車場內的LED燈，可實現封閉空間的高速通信和定位，構建安全信息系統，彌補GPS在室內無法有效定位的缺陷。
全球可見光通信技術發展現狀
雖然這項新穎的技術橫空出世，一時相當引人注目，然而在發展的道路上卻頗有點“雷聲大、雨點小”的尷尬，距離實際應用推廣還有相當長的一段路要走……小編搜集了多個國家至今的發展可見光通信的最新概況，僅供參考。
1、中國：LiFi技術制霸全球 傳輸速度突破50Gbps
我國可見光通信技術水平處于國際領先地位。2010年，中國科學院半導體研究所在上海世博會展出了基于可見光通信技術的智能家居系統。2013年，復旦大學實現了3.7Gbps的通信速率，引起各界的廣泛關注。2015年，解放軍信息工程大學一個研究組刷新了可見光通信傳輸速率的世界紀錄，達到50Gbps，并通過了工業和信息化部的測試和認證。我國科研工作者在可見光通訊方面的研究也獲得了重大突破，最新測試結果顯示，我國可見光實時通信速率已提高至50Gbps，速度全球領先。
據大河報報道，2016年1月4日，由信息工程大學牽頭承擔的國家863計劃項目以及鄭州市重大專項“可見光通信系統關鍵技術研究與應用”取得重大突破。一舉將可見光實時通信速率提高至50Gbps，是當前公開報道的國際最高水平的5倍，相當于0．2秒即可下載完成一部高清電影。目前，相關成果已經通過國家工業與信息化部電信傳輸研究所測試認證。
我國可見光通信產業化存在諸多問題。重點集中在三個方面：一是市場定位尚不清晰?？梢姽馔ㄐ旁诋a業化推廣中被認為會取代現有的無線通信技術，并被取名為與Wi-Fi類似的Li-Fi。然而，目前Wi-Fi和4G均十分成熟，熱點和基站建設日益密集，用戶體驗越來越好，這就使得可見光通信在民用領域的應用意愿并不強烈。二是產業鏈缺乏合作協同。
目前可見光通信產業鏈各環節存在脫節問題，通信系統開發企業需要高調制速率的LED光源，而LED生產企業在產品規范中并沒有調制速率的檢測指標。同時，可見光通信系統的研發目前以原型機為主，設備體積龐大，缺少專用的ASIC或SoC芯片來提高系統的集成度。三是技術標準制訂滯后。我國目前尚無可見光通信相關的產品標準和技術標準，企業推出的產品在傳輸協議和接口等方面不統一，互聯互通存在困難，針對通信用的LED也沒有統一的技術標準。而國際上對可見光通信技術標準制訂的步伐卻在不斷加快。
2、荷蘭：5年后投入使用， 速度是Wi－Fi百倍
2017年3月消息，荷蘭愛因霍芬科技大學開發了新式Li－Fi系統，它用紅外光傳輸數據，最快速度可以超過40Gbit／s。據稱，用紅外光線組建無線網絡就可以提高網速，速度將會比現有系統快100倍。報道指，研究人員通過實驗證實，相距2．5米網速可達42．8Gbit／s，而在目前網絡速度平均只有17．6Mbit／s的荷蘭，這速度是激增得非常給力。研究人員預計，再過5年后Li－Fi就會投入使用，最開始時可能是消費設備使用，比如視頻監視器、筆記本、平板。研究人員表示，用中央“光天線”向無線設備發送波長不同的光線，當不同的設備爭奪網絡信號時，網絡也不會出現擁堵。此外，使用新系統時必須從光纖獲得直接光線，由于沒有活動組件，所以系統不需要維護，不需要電力。
據研究人員介紹，使用時將幾根光天線安裝在給定區域，每根天線配一對光柵，就可以讓光線按不同的波長和角度發射出去。當使用者拿著手機或者平板行走，設備如果離開某條直接光線，另一條就會接替。通過調整波長可以改變光線的直射方向。另外，根據無線電信號，還可以用光網絡追蹤無線設備的準確位置。如果想增加更多設備，只需要讓同一根天線分配不同的波長即可。由于設備不會共享帶寬，連接的速度更快，也不會被鄰居的網絡干擾。現有WiFi網絡無線電信號的頻率是2．5GHz或5GHz，新網絡使用的紅外光波長約為1500納米，或者更大，研究人員指出，光的頻率可以更高，最高達到200THz，帶寬也會高很多。不過，目前為止研究人員只用光線下載數據，上傳數據還是要使用無線電信號。
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3、蘇格蘭：數據傳輸速率提升至10Mbps－40Mbps
2015年1月，蘇格蘭初創公司PureLiFi宣布獲得了150萬英鎊投資，而該公司估值為1400萬英鎊。PureLiFi希望通過全世界的燈泡，建立互聯網連接。這家初創公司之前的投資方包括愛丁堡大學，蘇格蘭政府，以及若干私人投資者，由Harald Haas教授創立的PureLiFi，前名叫PureVLC，它成立于2012年，從英國愛丁堡大學剝離出來的“衍生公司”。2014年末，PureLiFi為其行業合作伙伴開發了Li－Flame產品，對于Li－Fi來說，是邁出了重要一步，因為這套系統可以將現有燈具轉換成為Li－Fi訪問點。在整套設備中，有一個電池支持的Li－Fi移動模塊，它可以連接到計算機顯示屏頂部，并通過Li－Fi訪問點連接到互聯網上。
據介紹，迄今PureLiFi已經公布了三個版本的Li－Fi系統，在2014年推出了第一代技術Li－ist，2015年推出了第二代Li－Flame，2016年推出了第三代LiFi－X。LiFi－X APs（接入點）支持PoE（以太網供電）、PLC（電力線通信）以及LED照明產品。到2016年12月，PureLiFi已經將數據傳輸速率從原來的5Mbps提高到10Mbps，進一步提高到40Mbps，使得Li－Fi成為Wi－Fi技術的有效補充。經三代技術發展后，PureLiFi已確立其技術方向，以最新的LiFi－X產品為例，包含全雙工（Full－Duplex）的收發傳輸模式、可支持PoE、PLC等；其中，接入點（AP）發射端對應至LED照明具有安裝容易優勢，站點（STA）接收端具體積小、直接與NB及個人裝置等連結，達商品化應用階段。另外，還公布了與法國照明制造商Lucibel合作開發的LiFi集成照明設備。
4、英國：降低成本，或在4年內實現商業化
2013年，英國研究者稱，他們已通過Li－Fi技術——通過LED燈泡進行數據傳輸的技術——取得了高達10Gb／s的數據傳輸速度。該研究項目名為“超并行可見光通信工程”，是由愛丁堡大學哈拉爾德－哈斯領頭，圣安德魯斯大學、斯特拉斯克萊德大學、牛津大學和劍橋大學聯合開展的項目。據悉，Li－Fi通過調節LED光輸出的數據進行編碼。人類的眼睛無法覺察到快速的閃爍，但在桌面計算機上的接收器或移動設備可以讀取信號，甚至可以把信號返回房間天花板上的信號收發器，提供雙向通信。但許多發光二極管用熒光粉涂層把藍色光轉化成白色光，這也限制了數據傳輸的速率。這項研究發表在光學快訊（Optics Express），哈斯和他的團隊研究表明，用激光二極管替換現有的LED燈可以大大改善現在的情形。
激光器的高能量與光效率，傳輸數據的速率可以比LED快10 倍。不使用熒光粉，激光照明可以混合不同波長的光產生白色光。這意味著每個波長的光可以用作一個單獨的數據通道，同樣的光波可以雙向傳輸，可以大大提高光傳輸數據的速率，愛丁堡大學團隊的試驗用了9個激光二極管。雖然基于LED的Li－Fi可達到10 Gb／s 的數據傳輸速率，可以改善Wi－fi7 Gb／s的數據傳輸速率上限，但是激光傳輸數據的速率可以很容易超出100 Gb／s。目前，這種設備目前還非常昂貴，愛丁堡大學正在尋求大規模生產來降低其成本，并且可以把它應用到照明市場。
5、新加坡：進行Li－Fi測試，朝商業化再推進
2016年12月，成立于2012年的可見光無線通信（Li－Fi）技術研發公司PureLiFi，已被新加坡媒體資訊通信發展管理局（IMDA）批準在新加坡展開Li－Fi測試。據了解，這一舉動恰逢IMDA公布決定免除與Li－Fi測試相關的頻率費用，以便鼓勵和促進在新加坡進行的Li－Fi技術測試。值得一提的是，PureLiFi近日已被新加坡媒體資訊通信發展管理局（IMDA）批準在新加坡展開Li－Fi測試。這一舉動恰逢IMDA公布決定免除與Li－Fi測試相關的頻率費用，以便鼓勵和促進在新加坡進行的Li－Fi技術測試。IMDA表示，新加坡目前對該技術的興趣越來越大。新加坡淡馬錫在今年7月投資了愛丁堡的pureLiFi；而包括StartHub在內的眾多公司正在與PureLiFi合作，探索如何將該技術引入城市國家。IMDA指出，除了家庭和企業網絡的潛力，Li－Fi還為企業開辟了重要的基于位置的廣告和導航商機。如基于室內定位的超市優惠券推送，商品信息及時推送，地下車庫尋車、找車位等。此前有用戶發現蘋果從iOS 9．1開始在系統緩存文件中加入了對“LiFi Capability（Li－Fi兼容）”的描述。這似乎可以看出，在新一代iPhone 7或未來下一代手機的無線傳輸標準上，蘋果將兼容Li－Fi。
2017年4月消息，新加坡科技研究局和新加坡國立大學的研究人員聯手設計了一款波長可選的光偵測器，它能聚焦白光熒光粉所發射的藍光信號，從而使白光光照上網（Light Fidelity；Li－Fi）速度從5MHz提高到20MHz。在偵測白光在450nm和560nm的時域解析黃色光致熒光光譜（PL），研究人員發現藍光的衰減時間為1．4ns，較黃光發射的54．4ns更快許多。這意味著當調節白光使其得以傳輸數字信號時，藍光能以較黃光更快的速度有效地開啟和關閉，而寬帶的硅（Si）光偵測器最終取得信號的最慢公分母，減緩上升和下降時間。為了聚焦于快速的藍光，研究人員設計了一款窄頻的綠光氮化銦鎵（InGaN） LED作為接收器。研究人員在發表于《ACS Photonics》期刊的論文中詳細描述在380nm的波長制造InGaN LED時，具有V型凹槽紋理的表面可提高InGaN LED主動層的峰值響應度。據透露，這項研究背后的想法是，利用這種藍光波長可選的光偵測器取代寬帶的Si光偵測器，將足以使白光Li－Fi通信速度提高4倍，而無需更換任何安裝的白光LED燈泡和燈具。
6、墨西哥：全球首次實現Li－Fi商用
2016年1月，墨西哥采用一種叫做“ledcom”的服務，在全球首先實現Li－Fi（光保真）連接技術的商業化。此次商用借助了語音、視頻以及互聯網每秒傳輸速度高達15M的被稱作LedCom的技術。LedCom技術是Sisoft公司所研發出來。室內Li－Fi系統能通過室內多個LED燈產生的可見LED光無線傳輸數據，取代傳統的調制解調器和Wi－Fi信號。LED光線被調至千兆位速率用來傳輸信號。如果光線足夠亮，那么該光線在被插入到筆記本電腦或其他設備上的USB閃盤上的光敏傳感器探測到之前就能被漫反射回去。
Sisoft公司執行總裁表示，包括俄羅斯、美國、以色列和中國在內的許多國家都在致力于此項技術的研發利用，但是墨西哥卻是全球第一個將該技術推上市場并進行日常用途的國家。雖然傳輸速率依賴于服務提供商，但是其范圍能從200MB／s到10GB／s（相當于在30秒下載一部高清電影）。該企業表示，他們希望燈具既美觀同時還能實現光強條件來執行優化數據傳送，并因此生產了一款臺燈，該燈具就結合了上述技術且在內部嵌入了接收器。
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7、沙特阿拉伯：新型混合熒光粉讓Li－Fi提速40倍
2016年8月消息，沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學的科學家團隊發現，一種由紅色熒光粉和鈣鈦礦納米晶體組合制造的色彩轉換器可支持的見光通信（VLC）調制速率接近500 MHz。 根據研究人員得出的結論，如果制造商改變熒光粉（使得LED從藍色光轉換成白光）的設計，那么基于LED的數據傳輸速度可以比現在快40倍。據介紹，VLC 在LED光波中采用非可見光調制，并經由光波傳輸數據。這項支撐Li－Fi的技術，以光的方式取代基于無線電的Wi－Fi技術，實現無線互聯網傳輸。它也是基于室內照明的幾種定位系統技術之一，能夠幫助工廠、商店，工作場所和其他環境中的人、產品和資產追蹤。
據稱，這種紅色熒光粉和鈣鈦礦材料的調節速度比傳統的釔鋁石榴石（YAG）熒光粉更快，因為它具有更短的“激發態的壽命”。鈣鈦礦是具有潛力的礦物，能夠改善在一系列的產品的性能，包括LED、太陽能電池、和光電探測器。傳統的照明熒光粉，通常與有限的調制帶寬的LED集成，因此不能提供足夠的帶寬去釋放VLC的潛力。該科學團隊介紹，鈣鈦礦材料支持高達2 Gb ／秒的數據傳輸速率，但該文件沒有說明這一速度是否也比使用了現有熒光粉的VLC快40倍。但根據Phys．org，2G每秒的速度明顯是比“只有幾十兆每秒”的Wi－Fi要快。
8、法國：走出實驗室，Li－Fi通訊更安全
2016年4月消息，作為新興通訊技術，Li－Fi雖然停留在實驗階段，不過它的潛力備受矚目，許多新創及大公司都正努力讓它走向商用化。法國新創Oledcomm就是致力于讓Li－Fi技術商用化的推手之一。據介紹，Li－Fi技術具有高帶寬、節能、安全等優勢，近幾年來已慢慢離開實驗室，走向商用化階段。法國新創Oledcomm希望所開發出的Li－Fi解決方案，能成為智慧城市及建筑不可或缺的一環。其制造的Li－Fi傳輸芯片同時包含發射端與接收端；除了靠賣芯片賺錢外，他們也提供客戶“服務”──協助建置及管理Li－Fi傳輸的后端數據管理系統。目前，Oledcomm已經擁有不少合作伙伴，包含醫院、超市、賣場等。
Oledcomm共同創辦人賽巴斯蒂安·雷諾認為，與Wi－Fi等通訊技術相較，Li－Fi技術最大的優勢是安全。他解釋，由于Li－Fi是透過LED燈泡傳輸數據，在燈光可照射的小范圍才有效，不會穿透墻壁、建筑或任何物體，因此具備高度可靠的安全性。再加上，Li－Fi高速（實驗結果比Wi－Fi快100倍）且一次只能傳輸單筆數據的特性，種種因素，讓它在部分特殊的企業市場大有潛力，例如在醫院，醫護人員只要到病床附近的燈泡下，立刻就能接收到關于某病患的數據；又或是在車站、賣場、博物館，Li－Fi可以用當作室內定位、導航的工具，以便在特定的區域傳送相應的數據，而且定位結果比Beacon更精準。
9、印度：將“Li－Fi”技術普及到飛機
在2016年亞洲智能硬件大賽現場上，來自印度新德里的 Velmenni公司的創始人介紹了該公司目前有三個不同的產品，分別為LIFI傳輸器、INTERENT HUB和MESH HETWORKING。Li－Fi 可以遠程傳輸非常大的一些數據，INTERENT HUB就是說在自己的家里面可以建立一個“互聯網中心”，在商店里面也可以建立Li－Fi的傳輸中心。據了解，2014年的時候Velmenni獲得了種子基金，2015年3月份Velmenni已經用該技術實現了10米范圍內 1Mbps 的傳輸速度。2015年11月份，其測試所使用的Li－Fi技術能夠以最快 1GBps 的速度發送數據。Velmenni 團隊表示，世界上很多地方達不到1Mbps 每秒的速度，在進行成果轉化和商業化的時候，他們會考慮在不同的應用范圍內它的局限性，比如飛機上由于數據傳輸的特殊性，可能在設計解決方案這方面要進行調整，而不是光考慮到速度的問題。
Li－Fi 技術目前主要應用在室內場景，包括酒店、機場、火車站，不過 Velmenni 也正在其他場景做一些新的實驗，比如室外場景。另外，據透露，他們的第一款產品專為“飛機”量身定制，計劃2017年第一季度推出。據悉。航空業極有可能是從Li－Fi技術獲益的主要行業。近年來，隨著航空電子設備的技術要求變得越來越嚴格，為了保護航空電子設備免受無線信號干擾，Li－Fi技術絕對是一個安裝選項。這就意味著可以在飛機機艙內組建Li－Fi局域網，為乘客提供娛樂節目，并讓配置了Li－Fi設備的手機和電腦連接互聯網。利用可見光通信組建局域網還能節省重量，因為機載乘客娛樂系統無需使用電纜來連接。為此，歐洲大型飛機制造廠商空中客車公司讓Velmenni公司在自己的一架飛機機艙實體模型內安裝和測試Li－Fi網絡。Velmenni公司則希望能使用乘客的閱讀燈來傳送信號。
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據我國信息領域著名專家、中國工程院院士鄔江興介紹說，目前全球大約擁有440億盞燈具構成的照明網絡，數百億LED照明設備就可以和其他設備融合構筑一個巨大的可見光通信網?？梢栽O想，未來實現大規?？梢姽馔ㄐ藕螅勘K燈都可以當做一個高速網絡熱點，也就是說，人們等車時，在路燈下就可下載幾部電影，在飛機、高鐵上也可借助LED光源無線高速上網，滿足室內網、物聯網、車聯網、工業4.0、安全支付、智慧城市、國防通信、武器裝備、電磁敏感區域等網絡末端無線通信需求，為“互聯網＋”提供一種嶄新的廉價接入方法。
鄔江興預測，在未來數十年內，信息的傳輸量將超出現有無線電頻譜的承載能力，由此可見光通信技術可有效突破無線電頻譜資源嚴重匱乏的困局，是具有廣闊應用前景的下一代無線通信技術之一，也可以形成萬億級年產值的戰略性新興產業。
據了解，這種高速傳輸一直是可見光通信領域研究的焦點課題之一，解放軍信息工程大學于宏毅研發團隊采用光學和電學相協同的處理方法，突破了可見光空間通道互干擾高效抑制等關鍵技術，現在已經進入集成化、微型化的設計和實現階段了，期待這種新的通信應用能夠盡快來到百姓生活當中。
