1樓：貓羊
問題估計是想問為什麼不使用光替代無線電波進行公網無線通訊，這就不是乙個點對點通訊的問題，而是基站對多個終端的多址通訊問題。
問題裡說到光了，不知道這個光是指可見光、紅外光還是紫外光，這裡用可見光作分析，紅外光和紫外光同理。光比無線電波的頻率高很多。比如說問題裡提到的6GHz無線電波，算是頻率不低的無線電波了，但比可見光的頻率還差著大約5個數量級。
用光代替無線電波進行多址通訊，粗略估摸著主要有兩個問題，一是訊雜比問題，二是遮擋衍射問題。
先說訊雜比問題，訊雜比決定通訊誤位元速率。既然是多址通訊，就不可能用雷射（雷射單向性特好，用來做點對點通訊比較合適），只能用發散光源。發散光源本身功率不可能特別高，普通就幾千瓦，幾十千瓦就了不得了。
基站的發散光源輻射出的能量被終端接收時，要隨著終端-基站距離的二次方而衰減，手機離基站總有幾十公尺上百公尺吧，光的高頻率進一步加劇訊號衰減速率，所以手機接到的訊號光是很弱的。而且手機白天還要接受太Sunny，晚上還要接受人造燈光，這些光都屬於雜訊干擾，而且功率並不小，也不容易濾掉。大致估計了一下，若基站發光不超過人的耐受極限，訊雜比會很難看。
要是想提高訊雜比，人恐怕受不了那個光輻射。
再說遮擋衍射問題，頻率越高，越難衍射，則隨便乙個小東西就能擋住光。比如可見光的波長約10e-6公尺，也就是說大於這個尺度的所有東西光都無法繞射過去，比如房屋、牆壁、汽車、人、樹葉、雨滴、甚至灰塵，都能擋住光。你在能直接看到基站的地方你才能通過光和基站通訊，這就決定這個技術在室外基本上行不通了，只能在室內玩玩。
如果是用雷射替代無線電波進行點對點無線通訊，這個還挺有前途的，特別在太空、水下等難以敷設光纖的移動通訊場景。這些場景中，通訊終端往往是在移動的，而雷射的單向性又太好，終端稍微移動一下就要丟失光訊號了，所以發射機和接收機要有個相互瞄準、鎖定的功能，考慮到光可能在傳播介質中發生（時變的）折射，這個瞄準、鎖定的功能難度還挺高的。
2樓：美克銳-張宇
可見光將在衛星通訊中扮演重要角色，小衛星的星間通訊、中繼和對地通訊採用光通訊可能性較大。
目前宇航級光通訊終端成本還稍高了一點。
3樓：托卡馬克
可以，但是商用很麻煩：雨，塵土，雪都會遮擋，穿透性太差。
華為10多年前有這個產品，FSO，自由空間光傳輸。
看起來好，實際經常斷。雨雪塵土都影響。
成本好像比微波低。
然後，微波起來，就不用了。
4樓：
其實用光代替無線電通訊並不是新鮮事，電視機、空調等家用電器的遙控器就是利用紅外線傳輸資料的，不過它們是單工通訊，資料只能從遙控器發往被控制的電器，而不能反過來傳輸，並且資料量很小（電視機遙控器一般用NEC編碼協議，按下乙個按鍵只傳送4個位元組的資料，空調的資料量會大一些）。
大概十年前吧，手機上有一種IrDA的通訊方式，也是利用紅外光，但是可以雙工通訊（具體是半雙工還是全雙工我不清楚），後來短距離無線通訊藍芽成了主流，IrDA已經看不到了。
Li-Fi是近幾年出現的技術，利用可見光進行通訊，把通訊和照明做成一體。不過這個技術目前還相當不成熟，暫時沒有商用價值，可能以後會好些吧。
直接在空氣中以光的形式傳輸資料，問題主要在於：
1.傳輸距離有限。一盞燈泡能多遠看到它的光？
2.基本只能以直線傳播，繞射能力極差，通訊的雙方需要對準，否則就得靠功率來湊了，Li-Fi就是這樣。
5樓：
題主這個問題非常好，說明題主是在認真思考。
在題主假設的場景中，光通訊當然也能實現通訊，理論上頻寬也會高很多，但目前階段因為各方面技術的原因（之前很多答主已經提到了），相比於6GHz以上的系統，光通訊的成本很高，提公升頻寬帶來的好處還不夠大。
不過可以想象，當某天這種場景所需的傳輸頻寬極大，微波訊號已經無法承載時，必然採用光通訊的技術，可以想象某天所有的LED燈都來做資訊傳輸終端的樣子。
6樓：
近距離的室內光不是很了解。
遠距離做主幹網太容易受到大氣的影響，暫時沒有適應於大氣通道的糾錯編碼。
感覺最多在太空中沒有大氣的情況下用用，就是星間光通訊。。。
7樓：
以前一起做大作業的同學實現過乙個簡易版可見光通訊，我來說說當時他們做出來的器件的效能指標：
光功率：3W-紅外LED * 16
接收端：PD*4
訊號通路：1
位元速率：100MHz封頂
有效距離：30cm
之所以可見光通訊不容易實現，是因為空氣當中存在很多微小顆粒，如果我們採用的是LED這種輻射角很大的光源的話，當傳播距離超過一定範圍（假設是10m），其強度將會是以衰減，同時伴隨著空氣中小顆粒（假設我們現在在北京）造成的衍射和散射，從而使得光訊號（波前）變得不規整。如果是採取零碼調製的話，訊號容易淹沒在雜訊當中。根據夏農公式，在訊雜比很低的情況下，這個系統基本上是廢的，不管你採用多麼高效的編碼方案。
題外話：以前開過乙個腦洞，在大型商場的每一層的照明燈光的旁邊安置一塊小型的計算機組塊，利用商場中各處燈光之間的相互照明進行訊號傳遞，從而實現基於光訊號的分布式計算。
現在看來，路還很遠。
8樓：小糖豆
這裡好多師弟師妹。。
大家說了好多光纖通訊和無線室內通訊的，這些已經很成熟了。
扯乙個星地通訊的例子。其實星地通訊是制約資訊傳播速度的核心要素。
然而星地通訊有乙個天敵叫大氣湍流。由於大氣的不穩定性，乙個平行光經過大氣之後波前相位就變了。
我們知道遠距離自由空間光傳輸需要乙個較大的接收望遠鏡，一般幾十㎝到一公尺左右。
這個大概有多大呢，舉個例子，我們知道光通訊一般認為誤位元速率在10的-6次方認為是可靠的，沒有大氣湍流的情況下，達到這個效率需要每位元6個光子。中等湍流情況下，D/r0=10，需要100個光子。
怎麼解決呢，一般來講是用自適應光學的方法解決。
9樓：
在1-300 GHz的頻帶內，隨著波長變短，大氣對微波能量傳輸的衰減作用由很弱變很強。在1 GHz附近甚至可以忽略氣候的影響，而在多雲或強降雨情況下光線很難穿透大氣。
器件尺寸與波長相關，微波頻帶器件直觀易設計，製造精度高。
10樓：
理論上可能，但實際使用有許多技術問題。在實驗室特定環境下能實現。就算不記成本用lifi發射和接收器鋪滿全世界。
物理極限，漫遊，干擾，點點互聯，集群互聯，系統處理，演算法，相容現有裝置和技術規範，。。。。。都是實際問題。科學可以想象但得尊重自然和現實規律。
11樓：
有光的。只是都在玩玩階段，應用還得克服問題。
G赫茲就是我們用的WIFI，工業用LC迴路最高頻就是G了，說實在的民用檢波示波器最高也就幾十G了。因為再高得刻出微電容，C型LC迴路，就是光導天線陣列。實驗室玩的微納技術。
T赫茲問題多多，T赫茲做通訊問題是功率和成本。下轉換和光導天線都是轉換效率太低，載波發射功率不夠；量子級聯雷射器是夠，120美元乙個也不貴（幾年前的），但是要低溫，還不可調協；可調諧功率又高的是自由電子雷射器…我還得配個電子加速器？加速器一啟動就夠我考一回雅思了。
還有T赫茲波導也是問題，長距離得克服損耗……一堆不靠譜的，蠶絲陶瓷…連紙斗上了…也就是實驗室短距離玩玩。有人做狹縫波導降低損耗，再看吧。
紅外是大氣視窗的問題。所以玻璃光纖嘛。
紫光和海洋視窗吻合，還在軍用實驗階段，潛艇衛星通訊。
至於無線電有個巨大的軍用優勢—人家可以被電離層反射。打起仗就算是美軍，他能破壞北京上方的電離層，不讓無線電反射麼？不能。
但是我一把鐵鍬regardless他加州同軸電纜也好長島地下光纖也罷，老夫一鍬鏟斷。
就知道這麼多了。還有記憶中錯誤的斧正啊。
12樓：硒瓜
為毛要扯那麼多
題主的疑惑是「既然6GHz以上的無線電波遇到障礙物就無法穿過，為什麼不直接使用光波段來進行通訊呢？」
光波的穿透性更差啊。。。有什麼資格去代替無線電？
13樓：
首先，頻率太高處理難度只會越來越大，然後電磁效應互相轉換技術成熟，如果是光，那豈不是要帶個太陽能電池板進行光電轉換，還要正對著光源，轉個身就沒了
14樓：
我來賣個萌0.0…電磁波衰減是正比於頻率四次方的，光頻衰減大；還有就是技術層面：電波收發可用LC電路（廣義的啊！
不是電工電路學的那種），但是光頻的電波，怎麼接受？一般光波又是非相干的（用雷射的話可以得到相干光，但是技術上又會出現很多問題，此處省略N個字）…所以，綜上所述，我就是來賣個萌～匿了
15樓：看風景的蝸牛君
首先認真的回答一下題主的問題，移動通訊不用可見光波，很大一部分原因是穿透性太弱，衰減太快，不適合較長距離和複雜建築環境的通訊。
但是這裡所說的缺點在其他具體場景中就可能變成優點，可見光通訊( Li-Fi )也是研究的乙個方向。
例如室內的可見光通訊安全性比起目前的wifi要高的多，畢竟把窗簾一拉門一關就可以封閉起來了嘛；
隨著LED照明燈具的普及，將來的訊號就可以直接載入到光波中，只要有燈就有訊號，不再需要路由器等其他裝置；
比起目前的通訊頻段，可見光頻譜寬度更大，這意味著可見光通訊理論上可以實現更快的傳輸；
……可以看出，在一些具體的應用環境下，可見光通訊是很有前景的。題主有這個想法很好啊，去讀個研究生嘛，早日把它商品化，造福人類啊！
16樓：高鑫
再換個角度看，可見光只是電磁波的一種形式，而微波通訊無線電通訊早就有了，所以可見光是完全可以傳播資訊的。但是問題在於，可見光的頻率相對高的多，目前可以直接解析光波的接收器應該是沒有的。另外，當然可以利用調製解調原理來相對降低光波的相對頻率，但是這就要求光波相干性很好，符合相干性要求的光源目前還很昂貴，不能量產。
目前使用光通訊還是光纖通訊更為成熟，而且前景也比較廣。直接光通訊很多朋友已經提到了，就是Li-fi。現實約束條件確實多，但是真正實現了可以說是又一次很偉大的革命
17樓：aztec1900
無線光通訊，或者可見光通訊、Li-Fi，正是現代無線通訊技術所研究的乙個方向之一。
與傳統微波通訊不同，光波的波長更短，在自由空間的衰減速度更快（衰減速度和頻率二次方成正比），並且光波的繞射能力比微波差，不但僅限於視線(Line Of Sight, LOS)傳輸，甚至在大氣中傳播時也會因為浮塵和水滴的公尺氏散射和大氣分子的瑞利散射作用而使功率大幅衰減，相比於光纖介質中的導行傳輸路徑損耗嚴重得多。因此，現有的無線光通訊研究通常將應用場景設定為短距離無線傳輸。無線光通訊不同於光纖通訊，通常採用非相干光（可通過普通LED光源獲得），因此調製方式也有別於光纖通訊和微波通訊。
無線光通訊通常採用幅度調製而非相位調製，這樣可以通過改變和檢測光波的包絡的幅度來進行資訊調製和解調，而非像微波通訊一樣檢測電磁波的波形本身，因此不存在處理器跟不上光的頻率的問題。
由於光的載波頻率很高，理論上無線光通訊可以提供比微波通訊高得多的頻寬；同時已經有技術可以應用普通LED進行無線光通訊傳輸，也就是說，僅需要通過對現有LED照明裝置進行改造，即可在幾乎不影響照明功能的情況下實現通訊的功能。無線光通訊可能的應用前景包括室內短距離無線接入、室內定位、城市環境下的智慧型交通網路等等。
而題主所說的移動通訊，現有網路拓撲中是使用室外陸地基站進行分小區覆蓋來實現移動臺的接入。小區半徑視地域使用者密度通常為一公里至數公里。在這樣長的距離上光波的損耗較大，完成覆蓋需要的光功率太高。
另外雲雨霧霾天氣也會嚴重加大這樣的物理距離上光波傳輸的損耗。除此之外，室外的「光基站」無法實現對室內使用者的覆蓋，這意味著在室內的移動臺將必須使用中繼器才能工作，布網成本太高。因此我認為微波的通訊方式在相當長一段時間內並不會被取代，而諸如無線光通訊之類的寬頻短距離無線接入技術有可能成為微波通訊的補充。
說到寬頻短距離無線接入，大家最為熟悉的應該就是802.11定義的WiFi了。最新的802.
11ac在5GHz頻段上使用MIMO技術時在理想條件下甚至可以實現1Gbps的接入速率！這個速率對現有接入網和現有業務來說是非常高的，說明此時最後一公里無線接入並不是傳輸瓶頸。另外由於短距離無線接入裝置的功率通常很小，所以可以在不同空間上大量復用，因此對頻譜資源不如流動網路那樣敏感。
在和WiFi的競爭中，諸如超寬頻（UWB）、公釐波通訊等技術均落下風。而WiFi本身也不斷發展，效能不斷提高。另外由於4G移動通訊網路支援全IP分組交換，使得通過IP網路接入交換網的Femtocell（微小基站）成為現實。
使用Femtocell裝置，使用者可以利用自家的入戶光纖或者ADSL寬頻設立自己的小功率基站，服務家庭使用者。WiFi和Femtocell都將在未來成為無線光通訊的強有力競爭對手。所以無線光通訊從市場角度是否能獲得大發展或未可知。
用什麼儀器可以檢視周圍無線電波或者衛星訊號的波長呢？
shawn 無線電波很少有人會去測波長的，測量頻率再換算就行了啊。況且你說的高頻的分析儀也不貴吧。反倒是有一些專門用於測量超長波的波長分析儀，反倒比較貴，因為用的少，用的少自然就貴。你非要測量波長，可以參考光波。因為研究中經常會涉及到測量光波波長。主要是用光柵測量，或者利用麥可遜干涉儀來測量波長。還...
為什麼無線電波的能量和振幅相關，到了可見光就成了和頻率相關？
ARCHER 張亦馳 的回答是正確的，題主是把兩個問題弄混了，光波也是電磁波的一種，所以對無線電波和光波講 能量 其實是說能量密度 的時候都是一樣的。對於波能量的大小一般都用能流密度來進行衡量，也就是玻印亭向量，S EXH，其中E是此處的電場強度 也就是你說的用來表徵振幅的量 H是磁場強度，求出來後...
無線電波在空間裡的形狀是什麼樣的呢？
題主的形象思維很發達，只是光和波，都有抽象 無形 的特點，還無法用三維空間或影象的形式完全 直接表述。作為理工男，也請教過導師這個問題，我是否理解透，目前自己也沒完全把握 導師不削做細回答這類 初級問題 而如果評判 沒有人清楚透徹的搞懂了光 尚且沒資格。僅此分享有助於理解的幾個概念，詳細的還需多學 ...