是利用可见光通讯技术（VLC）来实现互联网的信息传输。通俗地讲，光照上网技术就是以各种可见光源作为信号发射源，通过控制器控制灯光的通断，从而控制光源和终端接收器之间的通讯。它具有高带宽（其带宽是WIFI的1万倍）、高安全性（室内计算机、移动终端信息不会泄露到室外）、节能等特点。尽管Li-Fi灯泡必须保持打开状态才能传输数据，但是灯泡可以调暗至人眼看不到的程度，却仍然能够运行。

本图阐明可见光通信（VLC）和可见光无线通信（LiFi）之间的区别。 特别是，它将展示LiFi如何通过使用发光二极管（LED）实现完全联网的无线系统来进一步采用VLC。 当灯具成为LiFi attocell时，协同作用得以利用，从而增强无线容量，提供实现物联网的必要连接，并为第五代蜂窝系统（5G）及更高版本的关键性能指标做出贡献。 它涵盖了从LiFi组件到混合LiFi /无线保真网络的所有关键研究领域，以说明LiFi attocells不再是理论概念，而是在现实世界部署的时候。

为什么要用可见光来做通信呢？

首先，可见光频谱资源丰富。如今无线频谱资源紧张，很多频段都已经被占用。可见光波段的波长介于780nm~375nm之间。如下图所示。且可见光波段尚属空白频谱，无需授权即可使用，因此VLC技术抢占空白频谱，有效地利用频谱资源，拓展了下一代宽带通信的频谱技术。可见光的频谱带宽是目前电磁波带宽10000多倍。

其次，也是最重要的原因之一——LED的普及以及产业的升级。可见光通信利用白光LED作为光源（我们称之为信源），而21世纪又注定是LED的时代。LED以绿色、节能、环保、寿命长等优势快速占据照明市场。当然可见光通信也随之具备这绿色、节能、环保等LED灯具与生俱来的优点。本身LED就节能环保了，而可见光通信更是照明与通信一体化，直接依靠LED的供电就可以实现通信、定位等功能，所以可以说VLC比LED更节能环保，因为同样的能源供给，VLC能完成比LED除照明以外更多的功能。当然，随着LED的大面积推广及普及，VLC营运而生。

贝尔在发明电话的时候发现了一个副产品技术：光话，利用光声效应，将人的话通过太阳光传递至接受者，但受限于语言通话的特点和自然环境的苛刻要求，最多只能传输800m

三位日本科学家发明蓝光LRD.LED的出现让vlc成为可能，具有电压低，功耗低，寿命长，开关速度高和高可靠性的优点；而且响应灵敏度很好，支持大功率发射。

2003年日本庆义塾大学中船实验室开始利用LED传输数据，并成立可见光通信联盟VLCC

Lifi是在2011年由Harald Haas在TED global上首次展示

基于白光LED的可见光通信系统框图如下图所示：该系统包括完整的发射端、信道、接收端。原始的二进制比特流经过预处理和编码调制之后，驱动LED灯具，对LED进行强度调制，将电信号转换为光信号。预处理，即预均衡，是为了补偿器件、信道对信号带来的失真，通过采用预均衡技术提高LED的调制带宽，提高传输速率。而在接收端进行的后均衡，可以补偿其他信道损耗。编码调制是为了在有限的带宽上实现更高的传输速率。为了提高白光LED通信系统的传输速率，在发射端可以通过设计和采用高阶的调制编码技术来提高传输的频谱效率，从而实现高速传输。目前研究者们采用最多的高阶调制格式为正交振幅调制-正交频分复用技术（QAM-OFDM）。

• 1.高性能编码、调制技术

　对信源进行何种编码以及采用何种调制方式，将直接决定通信系统的通信性能。由于实现简单，VLC 系统大多设计成光强度调制/直接探测（IM/DD）系统，采用曼切斯特编码和OOK 调制方式。二进制OOK 编码通过光学链路一次只能发送一个比特，传输慢；曼切斯特编码虽然可以降低系统的误码率，但要求较宽度频带，而现有的基于蓝光激发磷光体产生“白光”的LED 可用调制带宽非常有限，所以必须探索新的编码、调制方法。

　　由于正交频分复用技术（Orthogonal Frequency Division Technology， OFDM）具有频谱效率高、带宽扩展性强、抗多径衰落、频谱资源灵活分配等优点，在VLC中得到了广泛研究。OFDM被证明在高速通信情况下可有效抑制码间干扰（Inter-symbol Interference， ISI）。

• 2.码间干扰消除技术

　　在室内LED 可见光通信系统中，LED 光源通常是由多个发光LED 的阵列组成，具有较大的表面积、较大的发射功率和宽广的辐射角，光线分布在整个房间。另一方面，为了达到较好的照明和通信效果，防止“阴影”影响，一个房间通常安装多个LED 光源。由于LED 单元灯分布位置不同及大气信道中存在的粒子散射导致了不同的传输延迟， 加上光的色散，已调光脉冲会在时间上延伸，每个符号的脉冲将加宽延伸到相邻符号的时间间隔内， 不可避免地产生码间干扰，极大地降低了系统的性能甚至导致不能正常通信。

　　因此，如何消除码间干扰，对保证高性能的VLC 通信至关重要。针对VLC 系统中ISI 的起因不同，主要采用以下方式来削弱码间干扰：运用部分响应技术、采用均衡技术、采用消ISI 的调制方式等。下面详细解释下均衡技术。 作为室内照明用的LED，其调制带宽仅限于几兆赫兹。为了提高LED的调制带宽，人们研究了使用滤光片，将由荧光层产生的黄色光滤去（荧光层的响应速度较慢），让较快速响应的蓝光部分入射到接收端上。

　　另外一种方法是使用发射端均衡技术，该方案实质就是使用模拟均衡技术补偿白光LED在高频时的快速降落。例如，使用16个LED构成阵列，并使用具有某一最大输出频率的谐振技术为每一个LED的驱动电路设计均衡部分电路。实验证明当使用NRZ-OOK（ No Return Zero On-off Keying）调制方式时，16个LED组成的阵列可在距离为2m、覆盖半径为0.5m范围内达到40MB/s的通信速率，并保证较低的误码率。如果增加均衡电路复杂度，其单个LED的通信速率甚至可达到80MB/s。

　　单独为每一个LED都添加一个均衡电路，这无疑会增加系统成本和发射端能耗，若在接收端选择使用均衡技术，就会在提高系统传输速率的情况下降低系统的复杂性。例如，研究人员在接收端使用一阶模拟均衡器在NRZ-OOK调制方式下，模拟得到了最大传输速率为32MB/s、误码率小于10-6的通信系统。发射端和接收端的均衡技术都有待进一步优化以增加系统覆盖面积和减少误码率。

• 3.全双工通信

　　VLC系统要接入互联网就必须实现全双工通信，即实现数据的上传与下载。要实现VLC 全双工通信方式，除了要具有现在研究的热点下行链路外，还必须具备上行链路。目前，几乎所有的研究更多集中于下行链路的实现，很少关注上行链路的实现技术。

　　确保上行链路实现的一个重要问题在于如何避免具有照明功能的下行链路的干扰，目前已提出的方案包括：

　　（1）使用红外波段作为上行链路，以区别下行链路的可见光；

　　（2）使用激光反射器将入射光的一部分反射回发射系统，并将这一部分反射光进行调制以实现上行链路；

　　（3）将VLC与RF结合，即使用VLC实现下行链路，RF系统完成上行链路；

　　（4）采用时分技术，将上下行链路传递信息的时间分开。另有我国学者提出可利用上下链路光的不同偏振态或利用隔板去阻隔下行链路对上行链路的干扰。

• 安全性

Lifi需要在其通信服务范围内才可以接收到，安全和保密性比较高； 而Wifi源在周边的许多用户都可以检测到。

• 限制

物理限制：遏制无线网络，在非照明区域内无法访问无线网络。

UL/DL的物理分离：最多只有一半的数据可以被黑客入侵。

• 对VLC的误解

1.灯不支持调光

2.灯会闪烁

3.仅有下行链路

4.会被阳光干扰

5.灯需要常开所以能效低

随着LED在照明、显示上替代传统光源，使得这些设施在原有基础上具备了传输信息的功能。另外，由于图像传感器在VLC领域的应用，使得接收端除了能够接收到数据外还能够准确判断发射端与接收端的相对位置，这就为VLC应用于室内导航、机器人或车辆之间的精确控制、准确的位置测量等提供了可能。

VLC应用可分为室外及室内应用。对于室外主要应用于：

• 智能交通系统（Intelligent Transport System， ITS）。包括车辆与车辆之间、车辆与路灯等基础设施之间信息的传递。前者可以传递路况、刹车等信息进而有效避免交通事故，后者可将车辆车速、车牌等相关信息传递到交通检测系统中，实现对车辆信息的采集工作。
• 户外显示屏及信号灯通信。行人可手持手机等终端向户外显示屏下载商品广告、产品信息、促销活动、股市行情等信息，而信号灯可向行人提供路况信息、道路指南等信息服务。
• 海上VLC。将发射端放置在灯塔和浮标等处，装备有图像传感器的船只便可解码信息并在监视器中显示灯塔所传递的内容。
• 基于VLC的三维位置测量。使用接收器为图像传感器的VLC系统可实现对桥梁等设施测量，该系统可实现24h对目标物体的测量，目前精度可达毫米量级。
• 水下VLC。无线电波在水下的传播距离非常有限，导致其几乎无法运用到水下环境，而LED闪光信号灯已经被日本学者证实可以在水下30m范围内传输信号。该项技术将会对潜水艇和海底观测站的通信起到重要作用。

VLC在室内的应用主要涉及高速连接和导航

• 点对点通信。为了实现该种通信方式，需要两个终端做到充分的对准，并使LED发出的光束尽可能窄，以保证不会有太多的路径损耗。通过合理设计外围设备，可以保证通信和下载的高速率从而代替IrDA、Bluetooth、UWB等技术。同时，由于VLC在安全性能上的保证，无疑增加了其在诸多方面应用的可能性。例如，日本Casio公司研制了一种LED徽章，通过接受端的图像传感器，可以在显示器上同时获得使用者的身份信息并采集到图像。该公司还提出了一种利用手机上的LED闪光灯与装备有光电探测器的自动取款机进行信息传递以实现用手机查询账户信息和取款的方法，这种方法使外人无法窃取通信信息。
• 可见光通信技术在航空领域的应用。可见光通信技术在航空领域的应用有着十分显著的优势。可见光LED在新一代商用飞机上得到广泛推广，依托可见光通信对原本电缆、光缆予以取代，可促进缩减重量和體积、减少成本及减轻电磁干扰等，波音商用飞机平台便在推进未来无限光网络方案的研究。