鑑於市場對無線通訊的傳輸速度不斷地提高要求，各研究機構紛紛指出未來的6G無線最高傳輸速度上看1Tbps，為達到此水準，頻率更高的光無線通訊發展備受各研究機構及大廠所關注。
基本上光無線通訊技術分為兩大類，分別為可見光通訊(Visible Light Communications, VLC)與自由空間光(Free Space Optical, FSO)通訊，本文將進一步介紹與VLC強關聯性的光照上網技術(Light Fidelity, Li-Fi)。
VLC透過LED光實現高速傳輸
VLC利用400~800THz的超頻寬做為高速傳輸，採用發光二極體(LED)作為發射器，接收器用光電探測器(PD)，LED類似無線電(RF)通訊的發射天線，而PD類似於接收天線。
VLC與無線電通訊相異處在於RF的天線既可以收訊號，又可以發送訊號，但VLC的收、發訊號機制則沒辦法用同一個天線來執行，它須透過LED與PD來替代天線做傳輸發送器與接收器。相較於天線，LED優點在於具有照明的功能，可一邊照明、又一邊發射訊號；當LED安裝在天花板的時候，即為發射訊號的「燈泡天線」。
此外，LED技術最吸引人之處，在於它可以快速改變成不同級別的光強度。這使得在發射光中，以不同方式對數據進行編碼成為可能，進而可透過訊號處理傳送數據。可見光可以快速閃爍，使人眼感覺不出來。這類似電影原理以每秒24個斷續畫面，使人眼視覺上感覺影片連續播放，但實際上卻沒有連續，只是人眼的錯覺。
而在接收器則依據對光很敏感的PD來感應LED燈的閃爍，PD把「光的變化」轉變為「電流或者電壓訊號」，接收後做訊號放大，再進行後續基頻數位訊號處理，類似傳統通訊系統方式。
Li-Fi藉由VLC實現短距離傳輸
Li-Fi是利用VLC來實現網際網路的資訊傳輸，以各種可見光源作為訊號發射源，透過控制器控制燈光的明暗，進而控制光源和終端接收器之間的通訊。廣義來說，Li-Fi就是VLC，其歷史為2011年10月Harald Haas教授在愛丁堡舉行的全球科技娛樂設計大會(TED Global)上首次公開提出此Li-Fi這一概念。
會如此命名的原因是想讓大眾快速認識Li-Fi，它是以類似於Wi-Fi形式提供人們上網；但本質上兩者是不同技術，Li-Fi是利用可見光當作媒介，每一盞燈都可用來做無線傳輸，其速度比Wi-Fi快100倍，而Wi-Fi則是由無線電當作媒介的技術。
FSO為中長距離光傳輸技術
FSO通訊為一種透過自由空間如大氣、真空等作為光訊號傳輸媒介的通訊方式，較通俗的說法是一種大氣無線雷射通訊技術，或可更廣泛稱為衛星光通訊(SOC)技術。
FSO通訊使用的頻段包含光纖通訊、VLC、UV波段等(波長10nm~100um)，具有頻寬大(數百倍GHz或甚至THz等級)、傳輸速率高、方向性好、保密性佳、免授權頻譜等優點。
因此，FSO通訊可開發高速傳輸系統、應用於各種6G應用，包括具有巨大連接性和無線網路的異構網路蜂巢式系統的回傳，如用於無人機的FSO通訊，可做為非地面無線回傳系統。在距離、終端用戶、資料傳輸率不斷提升下，藉由UAV的幫助可將兩種異構(不同)網路系統統合成回傳系統，一種是5G毫米波(mmWave)無線網路系統，而另一種則是6G的FSO無線網路系統。
光無線通訊與無線電通訊的特性比較
用於短距離通訊(約10公尺左右到數百公尺)的VLC，或中長距離的FSO，與無線電通訊相比具有許多優勢(表1)。包括：
．提供大頻寬(THz等級)。
．頻譜為免費的(無需許可，和Wi-Fi相同)。
．不能穿過不透明的遮蔽，表示其缺點在城市環境中傳輸受到限制，無法產生疊加訊號，也因此造就訊息傳輸的安全性並顯著降低了干擾等優點。
．使用光源做為傳送，較不需傳統無線電基站，所以不需要網路設備(成本降低)。
．不產生電磁輻射，因此不受外部電磁輻射的影響。適用於對電磁輻射敏感的場景，例如醫院與飛機。
．低耗能，由於其傳送器為LED較為省電，而且不需要射頻放大器多耗能。
光無線通訊可實現的最大數據速率很大程度上取決於照明技術。VLC的傳輸速度基於藍色磷光LED，最高可達GB/s，而實力最強的LED為Micro-LED，其容量超過10Gb/s。
隨著技術進步，VLC在未來6G時代應可達到數百Gb/s至Tb/s的速度，然而VLC的限制是傳輸距離過於短，不適合長距離的傳送，只適用於短距離的高速應用，至於中長距離，則可由FSO補足所需。
光無線通訊大廠技術發展各有所長
目前光無線通訊大廠皆有參與英國的「Terabit雙向多用戶光無線系統(TOWS)」以及日本企業主推的「創新光學和無線網路(IOWN)」論壇組織，TOWS以發展6G Li-Fi為主，而IOWN則以發展FSO、光電融合等技術為主。
其中TOWS的全球合作夥伴約有20多個會員，以Li-Fi的發源地英國pureLiFi為主要領導廠商，它除了是全球第一個Li-Fi商業化廠商外，其創辦人Harald Hass教授更在全球推動6G Li-Fi發展。
而IOWN的全球合作夥伴超過100多個會員，其中積極發展FSO通訊則以Sony為主，Sony藉由累積多年光學研發能力，特別在美國成立新公司致力發展太空FSO通訊事業，希望能藉由FSO解決以往無線電通訊的限制，進而使其技術推向6G。
致力達到1Tbit/s傳輸目標pureLiFi力推Li-Fi普及
pureLiFi為全球第一個Li-Fi商業化業者，正往研發傳輸速度1Tbit/s方向前進。2012年成立的pureLiFi(又稱PureVLC)公司是英國愛丁堡大學的分支機構，由最早提出Li-Fi概念的Harald Haas教授所創立，主要研發設計光通訊相關元件，包括Li-Fi驅動器和接收器，並在Li-Fi技術上居於世界領導地位。在2013年開始Li-Fi商業化第一步，pureLiFi向一家美國醫療衛生供應商出售了第一台Li-Fi裝置。
目前pureLiFi已經在全球20多個國家與地區部署Li-Fi，其中大部分位於公司和校園。除此之外，pureLiFi已開發透過插入式Li-Fi模組連接的智慧型手機進行Skype通話。在2021年的時候，pureLiFi與美國陸軍歐洲分部簽訂了價值數百萬美元的合約，以提供安全的無線通訊系統。
另外，pureLiFi透過與美商Cisco、印商Wipro、英商O2 Telefonica等國際企業合作，進而使全球的Li-Fi用戶持續成長，並且pureLiFi在2022年7月從蘇格蘭國家投資銀行獲得了超過1,000萬美元的資金。
pureLiFi的技術發展正由可見光LED轉往雷射光技術邁進，已成功將雷射紅外光的天線模組嵌入到手機、平板等消費設備，其速度相較LED可以提高約100倍，希望在2023年能達到100Gbit/s。除此之外，pureLiFi正參與TOWS團隊研究，期待在2025年能將傳輸速度達到1Tbit/s，以滿足6G所需的高速傳輸要求。
pureLiFi與美國陸軍歐洲分部合作，導入Li-Fi以實現安全通訊
圖片來源：purelifi
Harald Haas目前正在全球鼓吹Li-Fi對於6G的影響力，並發表一系列演講，如：分享光無線通訊數十年的光學器材開發經驗、有關於Li-Fi標準的IEEE 802.11bb現況，以及Li-Fi正努力實現6G的傳輸速度目標(Tbit/s)前進等。
Hass提出太赫茲與光無線通訊的關係之看法，指這兩者雖皆為頻寬緊縮的解決方案之一，但是Li-Fi已有發展優勢，並發展出各式各樣的通訊設備進入大眾市場，不用再額外花費數十年發展與建構產業鏈。而在另一方面，Li-Fi還對6G有項吸引力，那就是正在手機、筆電中發展的雷射光感知人臉辨識系統，這對於未來6G大量感知應用是有很大的發展潛力。
Sony鎖定6G/太空光通訊兩大市場
Sony藉由累積多年光學研發能力，成立新公司致力發展太空FSO通訊。
成立於1988年Sony旗下的Sony電腦科學實驗室(Sony CSL)，透過Sony在多年累積的CD雷射光學技術，研發一種光通訊系統，能夠安裝在小型衛星上，以實現長距離高容量傳輸。
2020年，Sony CSL與日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)共同完成國際太空站日本實驗艙「希望號」上的雙向光通訊連結，成功由地面站與太空站傳送高畫質影像資料。這Sony CSL與JAXA合作的國際太空站小型光學鏈路(SOLISS)通訊系統，目的在於建構地面站與太空站的遠程雷射通訊傳輸系統。
2021年，Sony CSL的實驗設備成功建立了從太空到希臘康士伯(Kongsberg)衛星服務商業地面站的光通訊傳輸。2022年，Sony與JAXA再度合作，成功展示在容易出錯環境下，完成傳輸資料作業，這是平流層和太空網際網路服務的技術基礎。
因此，Sony在2022年6月時在美國成立Sony太空通訊公司(SSC)，開展太空光通訊業務。以往透過無線電通訊相當不容易實現衛星間的高速資料傳輸，因為傳統無線電通訊需要大型天線和高功率輸出。
SSC結合Sony CSL與JAXA合作開發的SOLISS系統，欲以雷射FSO技術(CD光學技術為基礎)取代無線電技術，建構實現高容量、即時的連接低軌道衛星(LEO)間，以及地面站與太空站的光通訊網路系統，進而避免無線電技術的發展瓶頸，如頻率許可受限、微型衛星所需的低功耗要求、大型天線、高功率輸出等。
此外，由於Sony為IOWN的創始會員，表示其所累積光無線通訊的能量，希望能藉由IOWN推向6G。另一方面，Sony在美國創設太空通訊公司，透過藉由美國的太空科技人才與太空產業優勢，以促進Sony太空光通訊事業的發展。
朝高頻技術邁進6G通訊將更仰賴光學
總而言之，行動通訊有愈來愈朝向高頻技術發展趨勢，目前已由5G的毫米波技術走向太赫茲技術或光無線通訊技術，相較於前者，光無線通訊技術更令人期待。目前光無線通訊技術深具潛力，除了有短距離的Li-Fi逐漸產業化發展之外，還有適合中長距離的FSO技術推波助瀾，再加上IOWN、TOWS等組織的大力推動。
此外，目前產業界已經逐漸利用光通訊來突破摩爾定律所受到的極限，如矽光子晶片與共同封裝光模組等新技術的崛起。整體而言，6G世代的通訊或將更為仰賴「光」學技術，無論是「無線」、「有線」，甚至「晶片」都會與「光」學技術更緊密結合。
(本文作者為資策會MIC產業分析師)