捅破天！太阳光通信离我们有多远？

摘要：您能想象到吗？当太阳升起的时候，您通过晒太阳，就能瞬间了解地球上最新发生的事件。如果说在《三体》小说中，叶文洁向三体人发送了强大的信号，利用太阳的放大作用，是刘慈欣一个极具创意的设想，那么，当时间来到2025年，人类已经可以触碰到太阳光通信了！本文将介绍光通信

捅破天！太阳光通信离我们有多远？

您能想象到吗？当太阳升起的时候，您通过晒太阳，就能瞬间了解地球上最新发生的事件。如果说在《三体》小说中，叶文洁向三体人发送了强大的信号，利用太阳的放大作用，是刘慈欣一个极具创意的设想，那么，当时间来到2025年，人类已经可以触碰到太阳光通信了！本文将介绍光通信技术的历史，展望太阳光通信的光明前景，欢迎关注订阅，让我们一起见证奇迹。

事实上，人类很早就已经使用光通信技术了。早在公元前771年，也就是周幽王11年，发生了“烽火戏诸侯”这一事件，可以看作是最早的光通信雏形。在这个事件中，古人通过在烽火台燃烧产生夜晚可见的火光以及白天可见的狼烟，来传递“有敌来犯”这一简单信息。光通信在之后的2800年历史中，从烽火和镜面反射的裸眼观测，逐渐进化到光量子阶段。

众所周知，光是一种电磁波。而人类利用电磁波来进行通信，最早可以追溯到19世纪中叶。从调制信号到远距离传输再到解调信号，从调幅到载波再到调频，都可以实现电磁波通信信号的传播。电磁波通信的进步，有一条明显的脉络，即波长趋短——从最初的长波通信，波长大于1000米，到短波通信，波长大于10米，再到调频通信的波长大于1米。早期电视台和FM调频收音机波长都在米级、分米级，方便安装天线收听收看。

手机通信技术是20世纪70年代以来最伟大的技术之一。波长变短、延迟减少、带宽成倍增长，是手机通信技术迭代的特点。值得一提的是，中国手机通信技术，是一部以3G入局、4G迎头赶上、5G弯道超车的历史。本文不讨论个中曲直，重点研究手机通信技术的波长变短这一趋势，因为它关系到人类能否突破到光通信。

2020年华为公司第5代手机通信技术商用之后，标志着电磁波通信进入了厘米波阶段。与之竞争的美国5G标准毫米波，却倒在了高功率、高成本、高损耗之上。之后，才有了西方集体围堵华为公司，企图阻止中国通信突破式创新的步伐，这是一种开科技倒车的行为。

事实上，光通信技术最早可以追溯到手机出现之前的1966年，那是一种基于二进制传输信息的光纤维波导通信技术。换句话说，它通过光的明灭对应1和0来传输二进制编码信息，使用机器编译和接收，是一种低级的光纤通信技术。那么，已经有哪些高级光通信技术呢？略举如下：

1.相干光通信技术通过光的相干性来进行调制解调，与电磁波通信的原理完全一致。它能有效提高传输速率，适用于长距离、大容量的通信场景。

2.量子光通信技术利用单光子的量子态，如光子的偏振态、相位和纠缠态，主要应用于量子密钥分发系统，保障信息传输的安全。

3.空分复用光通信技术通过空间维度来增加光通信系统容量的技术，包括多芯光纤和少模光纤等方式，可成倍地增加光通信系统的传输容量，对于应对不断增长的数据流量需求具有重要意义，是未来光通信向超高速、超大容量发展的重要方向之一。

以上这些都属于光纤通信的范畴，不算真正的光通信！

真正的光通信特指“可见光”的无线高级通信方式。如前述，手机通信，是最有可能突破到可见光通信的技术方向。从电磁波的频率来看，手机5G通信技术波长为1厘米上下，6G通信技术已使用到太赫兹波，其波长小于3毫米，直到30微米，即远红外光波，缺点是热效应显著。而可见光的波长约为0.38-0.78微米。从6G通信到可见光通信，看似触手可及，实则咫尺天涯！

作者预计，7G通信技术可能会使用3微米到30微米的中红外光，但它可被分子吸收，损耗巨大。8G通信技术可能会使用0.78-3微米的近红外光，穿透力强，可以与皮肤下内嵌的生物传感器通信，想象一下未来手机或许只是一个头皮穿戴的场景。