簡介

Li-Fi，即光高保真技術(shù)，是一種相對新穎的無線通信技術(shù)。它使用光信號來進行數(shù)據(jù)通信。令人興奮的是，如今Li-Fi已被證明具有比時下流行的Wi-Fi更高的通信速度。在實驗室條件下，Li-Fi可達(dá)到每秒224千兆比特的速度。一家設(shè)在愛沙尼亞的工廠以相同的實驗室條件測試Li-Fi技術(shù)達(dá)到了每秒1千兆位的傳輸速率。

LiFi概述

Li-Fi技術(shù)是由Harald Hass教授在2011年的TED演講中介紹給世人的。他的想法是把世界上的燈泡變成無線路由器。TED演講不久后，在2012年，他推出了Pure Li-Fi(http://purelifi.com)，目標(biāo)是推動基于Li-Fi的產(chǎn)品研發(fā)。Pure Li-Fi是一家開發(fā)Li-Fi設(shè)備的公司。此后，Li-Fi聯(lián)盟協(xié)會也成立了，目的是分享信息和開發(fā)技術(shù)。這是一個開放的非營利組織，任何組織都可以使用其許可技術(shù)或與他們合作。加入該聯(lián)盟協(xié)會不需要繳會員費。

“我們需要做的就是把小芯片安裝到每一個潛在的照明設(shè)備上，這樣會結(jié)合兩個基本功能，即光照和無線數(shù)據(jù)傳輸。在未來，我們不僅會有140億只燈泡，我們還可能有140億基于Li-Fi的更清潔、更環(huán)保的部署在全球的光設(shè)備，以及一個更加美好的未來”。

——Harald Hass Ted演講2011年。

Harald Hass教授已經(jīng)證明，可以通過光譜傳輸數(shù)據(jù)——這使得Li-Fi可以成為一種無線與光通信的形式。Li-Fi使用紅外和紫外線(可見光)波進行數(shù)據(jù)通信。紅外和紫外光譜可以攜帶比無線電頻率波更多的信息。這就是為什么Li-Fi比Wi-Fi可以實現(xiàn)更高的速度。

目前，Li-Fi技術(shù)重點側(cè)用于使用從發(fā)光二極管(LED)發(fā)出的光進行數(shù)據(jù)通信。發(fā)光二極管以其高效率、對環(huán)境影響小以及長壽命在世界各地非常流行。在家庭和辦公室的LED燈可以變成無線路由器。LED燈泡是半導(dǎo)體光源;因此，可以改變燈泡恒定的電力供應(yīng)使它更亮或更暗。利用可見光通信(VLC)，LED燈泡中的電流可以通過高速輕輕打開和關(guān)閉。你不妨把它想象成復(fù)雜的使用1和0的莫爾斯電碼。輕彈操作會以極快的速度發(fā)生，人類的眼睛根本注意不到;所以，人類和動物都不會受到影響。當(dāng)你已經(jīng)關(guān)掉燈后Li-Fi通信還將繼續(xù)，因為LED指示燈將亮起并擁有人眼不能識別的很低的光信號。想訪問Li-Fi網(wǎng)絡(luò)的話，你只需要準(zhǔn)備一個檢測光信號的設(shè)備以及一個破譯光信號的組件即可。

Wi-Fi使用無線電頻率波，應(yīng)用于有限的空間，但很快便能達(dá)到其應(yīng)有的容量。容量有限，這正是為什么無線電頻譜在美國受到嚴(yán)格監(jiān)管的原因。Li-Fi最可愛的方面之一是，它使用可見光的光譜?？梢姽夤庾V比無線電頻譜大10000倍，并且不受管制。所以你不需要許可證就可以利用光譜。

Li-Fi的另一個好處是，它使用的是光譜而不是無線電頻率。因此，它不會發(fā)出無電磁干擾，這使它更適合高度敏感的領(lǐng)域。而電磁干擾可能影響例如礦井這樣的領(lǐng)域的通信，甚至?xí)茐南襻t(yī)院這樣的地方的敏感設(shè)備。

LiFi工作原理剖析

數(shù)據(jù)被送入設(shè)有信號處理技術(shù)的LED燈泡，LED燈泡把數(shù)據(jù)以極高的不可見的脈沖速度傳遞到光電探測器。然后，脈沖被接收器解釋成電子信號，接著電子信號又被轉(zhuǎn)換回我們大家都熟知的二進制數(shù)據(jù)。LED燈可以聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，因此多個用戶可以使用單個LED燈訪問數(shù)據(jù)或從一個LED燈移動到另一個而不影響其訪問。

Source: Pure Li-Fi

從一開始， Harald Haass教授就想建立一種可以適合日常生活的無線技術(shù)。他不希望這種技術(shù)需要復(fù)雜改造才能大量進入我們的生活，進而提高生產(chǎn)成本和人們接收這項技術(shù)的復(fù)雜性。通過Pure Li-Fi和其他例如Li-Fi協(xié)會等方式，人們逐漸找到一種能夠相對輕松地融入到我們的生活之中的解決方案。Pure Li-Fi已經(jīng)提供了一種家居解決方案，即LiFi-X。在LiFi-X方案中，用戶可以購買磚頭大小的模塊，這種模塊能夠連接到LED燈泡，而一個就像筆記本電腦或臺式機這樣的設(shè)備就可以通過USB轉(zhuǎn)換器接收數(shù)據(jù)。整個方案組建非常容易。

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盡管Li-Fi具有比Wi-Fi更快的速度，但是這種技術(shù)只能適用于很短的距離。離光源越遠(yuǎn)速度越慢。據(jù)說，你不需要在LED燈光下就可以訪問Li-Fi網(wǎng)，因為它可以使用包括墻壁在內(nèi)的表面反射光，速度達(dá)到平均70 MB/s。與Wi-Fi不同的是，Li-Fi不能穿透墻壁，因為它使用光譜傳播。雖然不能夠穿透墻壁限制了Li-Fi范圍;但從另一方面看，也使得這種技術(shù)更加安全。它能確保用戶可以限制訪問范圍。Li-Fi的安全性已經(jīng)引起許多技術(shù)公司和國防公司的濃厚興趣。

由于Li-Fi可以達(dá)到的速度及其空間傳播上的限制，這種技術(shù)與無線蜂窩技術(shù)和Wi-Fi 技術(shù)配合使用成為可選的新一代網(wǎng)絡(luò)連接方案。Li-Fi可以用于減輕傳統(tǒng)式無線蜂窩技術(shù)和Wi-Fi技術(shù)通信帶來的流量負(fù)擔(dān)。例如，Li-Fi可以用在人口稠密的地區(qū)，像一個購物中心或體育場，允許用戶使用如視頻或現(xiàn)場直播這樣的富媒體內(nèi)容。因為用戶使用Li-Fi網(wǎng)絡(luò)，這將在大大減小無線蜂窩技術(shù)和Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)在這一地區(qū)的通信流量負(fù)荷。這是因為上行鏈路僅需要小的帶寬即可，倒是下行鏈路導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁擠。Li-Fi技術(shù)很快就會呈現(xiàn)相當(dāng)迷人的商業(yè)市場，例如，迪拜計劃很快就會成為使Li-Fi適應(yīng)其路燈的第一個城市。據(jù)稱，每只燈要耗資迪拜1000 美元。

如今，物聯(lián)網(wǎng)正成為一場影響世界范圍的革命。甚至有很多專家在問：我們在這里可以品嘗所有的處理數(shù)據(jù)的能力嗎?Li-Fi已經(jīng)證明它是一個可行的、 有效的和安全的解決方案。無論家里、辦公室或是工廠都能運行自己的基于Li-Fi的高容量網(wǎng)絡(luò)方案而不會對公眾網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生不利影響。