我們對(duì)手機(jī)的依賴程度越來越強(qiáng),智能手機(jī)甚至宛如一部分人的身體器官,人機(jī)合一、融為一體。當(dāng)然這只是一個(gè)誇張的說法,但也是對(duì)實(shí)際情況的一個(gè)客觀控訴。現(xiàn)在你到了一個(gè)陌生地方的第一句話是什麼?「請(qǐng)問這裡的Wi-Fi密碼是多少?」這是一句多麼熟悉的開場(chǎng)白啊,有線寬帶連接和Wi-Fi已逐漸成為生活中不可或缺的一部分。然而,除了Wi-Fi無線網(wǎng)技術(shù)以外,還有另外一種技術(shù)叫Li-Fi ,使用它也能上網(wǎng)。
Li-Fi,英文全稱:Light Fidelity,被稱作光照上網(wǎng)技術(shù)或者燈光上網(wǎng)技術(shù),是一種利用可見光通訊技術(shù)(VLC)來實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸?shù)募夹g(shù)。通俗地講,光照上網(wǎng)技術(shù)就是以各種可見光源作為信號(hào)發(fā)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。淺白點(diǎn)說,Wi-Fi是利用無線信號(hào)上網(wǎng),而Li-Fi是利用光源上網(wǎng),也就是說,有光的地方就可以上網(wǎng)。
Li-Fi(Light Fidelity)光保真技術(shù),該技術(shù)是一種利用可見光波譜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜聼o線傳輸技術(shù)。Li-Fi通過在LED上植入一個(gè)微小的芯片,利用電信號(hào)控制發(fā)光二極管(LED)發(fā)出肉眼看不到的高速閃爍信號(hào)來傳輸信息,這種技術(shù)做成的系統(tǒng)能夠覆蓋室內(nèi)燈光達(dá)到的範(fàn)圍,電腦不需要電線連接只要在室內(nèi)開啟電燈,無需Wi-Fi也可接入互聯(lián)網(wǎng)。可見光無線通信是利用快速的光脈衝無線傳輸信息。根據(jù)不同速率在光中編碼信息完全可行,例如LED開表示1,關(guān)表示0,通過快速開關(guān)就能傳輸信息。由於LED的發(fā)光強(qiáng)度,人眼不會(huì)注意到光的快速變化。與光纖通信擁有同樣的優(yōu)點(diǎn),高帶寬,高速率,不同的是,Li-Fi是使光傳播在我們周圍的環(huán)境中,自然光能到達(dá)的任何地方,就有Li-Fi的信號(hào)。Li-Fi技術(shù)是運(yùn)用已鋪設(shè)好的設(shè)備(無處不在的燈泡),只要在燈泡上植入一個(gè)微小的芯片,就能變成了類似於AP(WiFi熱點(diǎn))的設(shè)備,使終端隨時(shí)能接入網(wǎng)絡(luò)。

1、廣泛性:LED的響應(yīng)時(shí)間短、壽命長、無輻射,所有的LED燈都可成為互聯(lián)網(wǎng)的基站。2、低成本及節(jié)能:目前廣泛使用的無線電數(shù)據(jù)傳輸方式,最顯著的使用領(lǐng)域即無線移動(dòng)通信(手機(jī)),為了滿足對(duì)通信效果的需求,要建立大量的基站以增強(qiáng)通信信號(hào)。光通信具有極高的能源利用效率,其通信功率僅占照明功率的5%左右,其信號(hào)通過LED照明燈具所發(fā)出,傳輸簡(jiǎn)單設(shè)備成本低廉。3、頻譜資源豐富:如今應(yīng)用於通信、導(dǎo)航、雷達(dá)、廣播及無線電視的電磁波從長波到毫米波全波段的頻率範(fàn)圍是從10kHz到300GHz,全部頻譜寬度不大於3×102GHz;而可見光的波長範(fàn)圍為380nm至780nm,頻率範(fàn)圍為3.85×106GHz到7.89×106GHz,頻譜寬度大於4×106GHz,為現(xiàn)有通信頻譜的13333倍。顯而易見,可見光通信的頻譜寬度遠(yuǎn)大於現(xiàn)在所有可用於通信的頻譜寬度。4、保密性強(qiáng):無線通信中的射頻信號(hào)對(duì)人體有害,容易對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾,不適宜在電磁敏感區(qū)使用,如飛機(jī)、醫(yī)院等。無線電通信還存在電磁波泄漏的可能,不適用在需要信息保密的傳輸場(chǎng)合。LED可見光通信則沒有電磁干擾等問題,且具有安全性高的優(yōu)勢(shì),用窗簾遮住光線,信息就不會(huì)外泄至不需要信號(hào)的場(chǎng)所。5、實(shí)用性:我們可以對(duì)無線通信覆蓋的盲區(qū)作填補(bǔ),如地鐵、隧道、航海、機(jī)艙及礦井等無線通信不暢的區(qū)域。

首先看看我們常用的Wi-Fi,其劣勢(shì)在於信號(hào)覆蓋範(fàn)圍小,尤其是面對(duì)牆壁,也容易被黑客劫持。雖然近年來帶寬增加,但當(dāng)太多人同時(shí)訪問Wi-Fi時(shí),速度也容易變慢。對(duì)於Li-Fi的優(yōu)勢(shì),它所使用的可見光頻段、頻譜範(fàn)圍非常寬,帶寬是Wi-Fi的1萬倍,所以傳輸速度非??欤瑥慕Y(jié)果上而言可以比Wi-Fi的100倍速度。Li-Fi極低的發(fā)熱量使其不需要冷卻設(shè)備也能穩(wěn)定運(yùn)行,非常節(jié)能。而且最重要的一點(diǎn)是,光無法穿牆,使用Li-Fi上網(wǎng)除了不用被其他人「蹭網(wǎng)」,還能有效避免黑客的攻擊,很安全。

羅列這麼多並不代表Li-Fi可完美取代Wi-Fi,除去前面提到的優(yōu)勢(shì),Li-Fi也有自身的局限性。由於光源是信號(hào)發(fā)射源,如果燈光被阻擋或光源消失,網(wǎng)絡(luò)信號(hào)就會(huì)被切斷。而且光無法穿牆,所以一個(gè)房間需要一個(gè)Li-Fi燈泡,不然就無法接受網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。另外,由於Lifi的有效範(fàn)圍較小,和電話信號(hào)、Wifi等可以藉由衛(wèi)星覆蓋全球的技術(shù)不同,部分地區(qū)將會(huì)難以使用。最重要的是,為了要提供完整的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作和用戶體驗(yàn),Li-Fi需要雙向通訊。

Li-Fi是Wi-Fi和4G / 5G的補(bǔ)充,並不是替代品。Li-Fi技術(shù)解決了Wi-Fi的安全性和帶寬容量挑戰(zhàn),但該技術(shù)主要是對(duì)Wi-Fi進(jìn)行補(bǔ)充而不是取代。Li-Fi可以被用於路燈,作為智能城市應(yīng)用的接入點(diǎn)。家用電器的指示燈可以通過天花板燈將這些設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng),而帶有集成LED的可穿戴式設(shè)備可以監(jiān)控健康參數(shù)並將數(shù)據(jù)發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)。
另一方面,無線局域網(wǎng)傳輸技術(shù)也在更新?lián)Q代,Wi-Fi聯(lián)盟也已宣布啟動(dòng)Wi-Fi 6認(rèn)證計(jì)劃。在MU-MIMO、160MHz信道帶寬、8*8MIMO等技術(shù)的引入升級(jí),Wi-Fi 6 的最高速率可達(dá)9.6Gbps,作為對(duì)比 Wi-Fi 5 為3.5 Gbps。更多的設(shè)備接入且能夠加快每臺(tái)設(shè)備的速度,Wi-Fi 6 最為重要的一點(diǎn)改進(jìn)是支持OFDMA技術(shù),簡(jiǎn)單來說它允許一次向多個(gè)設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。根據(jù)不同的連接需求,Li-Fi、5G和Wi-Fi可以協(xié)同工作以帶來優(yōu)越的連接體驗(yàn)和安全保障。在不同的應(yīng)用場(chǎng)景之下,它們各自發(fā)揮著自己的優(yōu)勢(shì),相互之間可以協(xié)同配合。Li-Fi、蜂窩和Wi-Fi甚至可以同時(shí)使用,以獲得更大的帶寬。

低延遲和更高的傳輸速率是Li-Fi的兩大優(yōu)勢(shì),Li-Fi並不是取代Wi-Fi,更多情況下,Li-Fi應(yīng)該是作為現(xiàn)有通信技術(shù)的補(bǔ)足和完備。LED燈不僅僅只是一個(gè)光源,就像手機(jī)從最初只有通話功能到現(xiàn)在的小型移動(dòng)計(jì)算機(jī),LED燈也可以有一個(gè)類似的飛躍。而在CES上,SLD Laser公司通過其激光LiFi演示了20Gb/s的數(shù)據(jù)速率。目前正在推出的5G無線通信應(yīng)至少達(dá)到1Gb/s的速率,最終可能達(dá)到10Gb/s。將Li-Fi置於激光器而非LED之上可以提高性能,因?yàn)榭梢愿斓卣{(diào)製激光器,並且光功率可以更大,從而擴(kuò)大了範(fàn)圍。為了獲得高光功率而不造成眼睛傷害,使用發(fā)射藍(lán)光的激光激發(fā)磷光體,產(chǎn)生白光。這樣可以將功率降低到人眼安全的水平,同時(shí)仍保持激光器優(yōu)於LED的優(yōu)勢(shì)。


以目前的技術(shù)和社會(huì)發(fā)展階段來看,且目前的Li-Fi技術(shù)尚處於實(shí)驗(yàn)室階段,還不夠成熟。因此要想實(shí)現(xiàn)Li-Fi大規(guī)模商用,飛入尋常家,還是非常困難的。畢竟可見光技術(shù)不單單涉及通信技術(shù)範(fàn)疇,還涉及到光的技術(shù)範(fàn)疇,因此還是有大量的認(rèn)證工作需要去完善和梳理的。也難過傳統(tǒng)市場(chǎng)需求這一關(guān),無論任何技術(shù),市場(chǎng)需求都是成功的第一要素。而如今家家都有無線局域Wi-Fi,隨著Wi-Fi6的即將普及,Wi-Fi已處於一個(gè)相對(duì)比較成熟、大規(guī)模商用的發(fā)展階段。