哪里有光，哪里就將覆蓋網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，采用光線替代無(wú)線電波傳輸數(shù)據(jù)將比現(xiàn)有 Wi-Fi 快上 10 倍。這是一項(xiàng)名為 Li-Fi 技術(shù)(Light Fidelity 光線保真)帶來(lái)的科技幻想。

光和無(wú)線電波一樣，都是電磁波，因此在普通的 LED 燈泡上加裝一個(gè)微芯片后，可以控制燈泡以每秒數(shù)百萬(wàn)次的頻率閃爍，亮了表示1，滅了代表0，二進(jìn)制的數(shù)據(jù)就被快速編碼成燈光信號(hào)，人的肉眼并無(wú)法識(shí)別到這種高頻變化。

這些包含二進(jìn)制數(shù)據(jù)的燈光信號(hào)通過(guò)特定的光敏傳感器，就可以傳輸?shù)綗艄庀碌氖謾C(jī)、平板等設(shè)備上。

機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院和體育場(chǎng)等人口密集處由于路由器數(shù)量有限，讓流淌著互聯(lián)網(wǎng)血液的我們焦躁不安，這些場(chǎng)所將首先被 Li-Fi 解放。

可見(jiàn)光沒(méi)有電磁輻射，可以應(yīng)用在電磁敏感的場(chǎng)合。在海上平臺(tái)石油管道中安裝 LED 光源，就能通過(guò)傳感器，將壓力和溫度等關(guān)鍵信息傳到管道的另一端避免爆炸。

遍布全球的 LED 燈泡已將 90% 的電能轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光，而全球數(shù)百萬(wàn)個(gè)增強(qiáng) WIFI 信號(hào)的基站的電能轉(zhuǎn)化率只有 5%，大部分能量消耗在冷卻上。

在今年 10 月份的 IEEE 光電會(huì)議上，來(lái)自劍橋大學(xué)、牛津大學(xué)、圣安德魯森大學(xué)大學(xué)組成的聯(lián)合課題組用商用 LED 燈泡作為信號(hào)發(fā)射器和二極管監(jiān)測(cè)管線，創(chuàng)造出的 Li-Fi 數(shù)據(jù)吞吐量達(dá)到了 100Mb/s，如果定向發(fā)射，速率提高到 155Mb/s。

該項(xiàng)目的領(lǐng)頭人哈拉爾德·哈斯(Harald Hass)表示，他們已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中將傳輸速度提升到 4Gb/s，在 10 米范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸速度可以達(dá)到 1.1Gb/s。

Li-Fi 已經(jīng)成為全球課題

去年 10 月復(fù)旦大學(xué)研究人員將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接入一盞 1W 的 LED 燈珠，燈光下的 4 臺(tái)電腦即可上網(wǎng)，最高速度可達(dá) 3.25Gb/s，平均上網(wǎng)速度達(dá)到 150Mb/s。

德國(guó)的弗勞恩霍夫光電研究所也在做著相同的事情，他們打算在 Electronica 2014 trade show 上做一個(gè) Li-Fi 熱點(diǎn)的 demo。研究院負(fù)責(zé)人 Frank Deicke 表示，他們打算利用紅外光，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的 1Gb/s 的數(shù)據(jù)交換。

歐洲的另一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)試圖向消費(fèi)市場(chǎng)推廣這項(xiàng)技術(shù)。他們正在進(jìn)行一個(gè)名為 ACEMIND 的項(xiàng)目，旨在為家庭網(wǎng)絡(luò)和小型辦公網(wǎng)絡(luò)提供一套管理方案。ACEMIND 就包含 Li-Fi 通信技術(shù)的測(cè)試工程。 

[[124317]]

Li-Fi 概念提出者蘇格蘭愛(ài)丁堡大學(xué)哈拉爾德·哈斯(Harald Hass)教授

在 2011 年，哈斯就演示了帶有信號(hào)處理技術(shù)的 LED 燈泡如何將高清視頻傳輸?shù)诫娔X上。他發(fā)明了 Li-Fi 這個(gè)術(shù)語(yǔ)，并創(chuàng)立了一家私人公司 PureVLC 來(lái)利用這項(xiàng)技術(shù)。

其實(shí) Li-Fi 是基于可見(jiàn)光通信技術(shù)(VLC)發(fā)展而來(lái)，早在 2000 年，日本慶應(yīng)義塾大學(xué)(KEIO)的中川正雄(M.Nakagawa)等人和 SONY 計(jì)算機(jī)科學(xué)研究所的 Haruyama 提出利用 LED 燈作為通信基站進(jìn)行信息無(wú)線傳輸?shù)氖覂?nèi)通信系統(tǒng)，開(kāi)辟了采用可見(jiàn)光進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)难芯糠较颉?/p>

Li-Fi 能否代替 WiFi?

目前看來(lái)，答案讓人失望，例如可見(jiàn)光是沿直線傳播，不能穿透物體，信號(hào)也無(wú)法穿墻。

“DD YY”還羅列出了以下問(wèn)題：

反向通信：從 LED 燈泡發(fā)射信號(hào)到手機(jī)上的光電二極管只解決了問(wèn)題的一半，如何從手機(jī)發(fā)信號(hào)回去才能保證通信鏈路暢通(當(dāng)然可以用無(wú)線電通信作為補(bǔ)充，不過(guò)這讓這個(gè)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化變得很難)。沒(méi)有人希望自己的手機(jī)在欣賞視頻的時(shí)候還亮著大燈泡。

環(huán)境干擾：環(huán)境光源有時(shí)候會(huì)工作在同樣的光譜頻段，這時(shí)候如果環(huán)境光源比較強(qiáng)，很有可能 Li-Fi 會(huì)無(wú)法正常通信，由于信/干噪比 (SINR) 太差。你能容忍太陽(yáng)光太強(qiáng)的時(shí)候，屋里面沒(méi)法正常通信嗎——沒(méi)錯(cuò)，你手里的紅外遙控器在陽(yáng)光太強(qiáng)的時(shí)候有可能會(huì)失靈，Li-Fi 也一樣。

通信距離：雖然在實(shí)驗(yàn)室中有論文號(hào)稱(chēng)通信能達(dá)到 1Gbps 的帶寬，在一般沒(méi)有專(zhuān)家指導(dǎo)的安裝環(huán)境中，這實(shí)際上很難達(dá)到?？梢云诖膸拺?yīng)該在 Mbps 范圍。

競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)：而且并不像 Li-Fi 的聲稱(chēng)者所說(shuō)的那樣，無(wú)線電通信就不能做到 Li-Fi 的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)際上 Wi-Fi 聯(lián)盟正在制定一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn) 802.11ad，在 60GHz 通信，也具有帶寬大 (~7Gbps)、距離短 (~10m)、保密性能好 (無(wú)法穿墻) 等等特點(diǎn)。個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，要知道一項(xiàng)技術(shù)好不好，不僅要聽(tīng)技術(shù)的倡導(dǎo)者怎么說(shuō)，更要聽(tīng)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手怎么說(shuō)。

關(guān)聯(lián)技術(shù)：搞可見(jiàn)光通信，就意味著做出來(lái)的產(chǎn)品不僅要符合通信的標(biāo)準(zhǔn)，還要符合可見(jiàn)光的技術(shù)規(guī)范。相關(guān)的產(chǎn)品要有更多的認(rèn)證工作要做，這可能不是一兩年就可以完成的。而且怎么通過(guò)有線把通信網(wǎng)絡(luò)接入每個(gè)燈泡，也不是那么簡(jiǎn)單的，目前比較有希望的是同電力線通信 (PLC) 聯(lián)合。

標(biāo)準(zhǔn)化：目前 802.15.7 還剛剛起步甚至沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，前面還有漫長(zhǎng)的路要走，要形成一個(gè)有影響力的產(chǎn)業(yè)，不是一家公司能夠做到的。目前來(lái)講，產(chǎn)業(yè)鏈里面還缺少重量級(jí)的公司加入。

即便如此，我們依舊期待照明將只是光源的第二職能，而首要職能則是傳輸信息。