比Wi-Fi快100倍！一文看懂 Li-Fi 技術發展現狀以及未來趨勢

Wi-Fi 對移動計算的使用產生了巨大的影響，使員工可以在任何地方訪問公司網路，咖啡店也能成為獨立工作人員的辦公地點。但 Wi-Fi 也有其缺點，所以誕生了一個新的標準：Li-Fi，如果它可以順利上市，將能夠填補 Wi-Fi 技術的空白。

Wi-Fi的問題在於信號覆蓋範圍小，尤其是面對牆壁，也容易被駭客劫持。雖然近年來帶寬增加，但當太多人同時訪問 Wi-Fi 時，速度非常容易變慢。

增加更多的 Wi-Fi 最多只是一個部分的解決方案。它不能解決安全問題，只能部分解決可擴展性問題。

Li-Fi 或者稱為「可見光無線通信」，這是一種新興的無線協議，使用可見光譜來提供無線網路接入。Li-Fi 發射器使用 LED 燈來調節光強度，大多超出我們眼睛可以感知的範圍，並且被光敏接收器讀取為數據。由於 LED 已經使用晶片來控制其輸出，因此它們可以每秒調製高達數百萬次，理論上傳輸數據速度可以比 Wi-Fi 快100倍。

但是 Li-Fi 不是要取代 Wi-Fi，而是一種延伸。無論我們使用智慧手機，平板電腦還是筆電電腦，兩者將同時存在，這需要一個特殊的接收器和發送器來發送和接收 Li-Fi 信號。也需要一個特殊的編碼/解碼晶片將光信號轉換成數據。

Li-Fi 仍然是一項正在發展中的技術，但其發明者表示，IEEE 正在考慮將其納入 802.11 Wi-Fi 標準。「通用照明的發光二極管（LED）的引入對於將可見光譜用於無線通信產生了越來越大的興趣。」但標準機構仍在尋求其成員的意見。

IDC 移動裝置技術和趨勢專案經理 Will Stofega 表示，「獲得標準認可是很艱難的。」「總是有生態系統和政治上的利益，我總覺得需要大量的工作，但 Li-Wi 是更換連接技術中最有希望的。」

Stofega 警告說，既得利益者將會對造成任何潛在威脅他們收入的技術產生恐懼和懷疑。就像一些 4G 廠商因為威脅其市場主導地位而反對 5G，所以 Li-Fi 也可能會面臨反對。他說：「在 Wi-Fi 論壇上肯定會有人說 Li-Fi 是一個糟糕的想法。」

無線頻譜資源緊張

使用光傳輸數據並不是什麼新鮮事; 電視遙控器就是這樣的運作方式。但遙控器使用紅外線，其距離和傳輸量受到嚴格的限制。

愛丁堡大學移動通信主席兼 pureLi-Fi 公司聯合創始人/首席科學官 Harald Haas 教授在 2011年首次提出了 Li-Fi，該公司試圖將 Li-Fi 推向市場。

Haas 表示，無線頻譜資源緊張，啟發他創建 Li-Fi。 Haas 曾經在西門子公司從事 4G 方面的工作。他意識到無線頻譜對於多媒體時代是不夠的。此後，他開發了世界上第一個 Li-Fi 無線發射器，並與法國照明製造商 Lucibel 合作，製造了第一個完全集成的 Li-Fi 照明燈具，並在今年的移動世界大會上進行了展示。

他說：「今天的 Li-Fi 就像是十五年前的 Wi-Fi，而在五到十年的時間裡，Li-Fi 將像 Wi-Fi 一樣無處不在。」

思科企業網路集團高級工程副總裁 Anand Oswal 表示，思科認為 Li-Fi 是一項令人興奮的新興技術，具有很大的潛力。思科的策略是建立 Li-Fi 技術，最終開發產品，但他補充說：「我們還處於探索階段，思科還沒有對 Li-Fi 的產品和解決方案做出任何決定。」

思科的一個潛在的整合領域是其數位化建設計劃，這是一套解決方案，與飛利浦，Microchip，Cree 和 Molex 的供應商合作，利用思科的以太網供電（PoE）和通用以太網供電（UPoE）的創新，為企業提供電力照明系統。

Oswal 表示：「將企業中的每一個光轉換為無線通信媒介的能力，是這個解決方案未來的演變趨勢。思科正在與合作夥伴合作，探索如何將技術無縫集成到思科的無線基礎架構中。「這將使 Li-Fi 技術擁有領先 Wi-Fi 領域的數十年創新。」

能源控制和 IoT 解決方案供應商 EMC 的總裁兼 CEO Jerry Johnson 表示，對 Li-Fi 非常感興趣的是零售商，他們將其視為潛在的藍牙信標技術的更換品。他也看到政府，機場和商業空間和大廈的所有者的興趣，他們希望補充 Wi-Fi 或使用在會議室使用 Li-Fi 。

EMC 計劃成為全國範圍內 Li-Fi 燈泡的經銷商，並已將其部署在80個測試站點。

他說：「我認為將來會有 Li-Fi 和 Wi-Fi 的結合，Li-Fi 佔據主導地位。」「 Li-Fi 將大大提高網路的總體帶寬，速度和可靠性，更不用說提高通信能力。」

一些公司正在對 Li-Fi 進行測試，但現在他們沒有對外透露相關訊息。他補充說，EMC 自己的研究表明，Li-Fi 傳輸數據可以比傳統 Wi-Fi 快100倍。

Li-Fi 如何運作

普通 LED 燈和支援 Li-Fi 的燈泡之間的關鍵區別在於 Li-Fi 燈泡中的驅動電路發送和接收無線信號，使用不同強度的光對數據進行編碼。一些燈可以透過連接 CAT5 電纜連接到網路，而其他燈可以透過電源線連接接收數據。

Li-Fi 創建了一個雙向鏈接，在兩端使用特殊的光電探測器：一端是在房間的 LED 燈中，另一端在移動裝置或者插入到移動裝置的無線發射器上。無線發射器將數據發送回 LED。當你在有多個 Li-Fi 燈的房間中移動時，裝置會自動檢測最強信號來自哪裡，並轉移到該光源，因此信號始終保持連接和最佳狀態。

Haas 估計智慧手機和其他裝置將在兩三年內開始推出 Li-Fi 信號晶片。Stofega 表示，他沒有聽到行動廠商對 Li-Fi 表示興趣，大部分廠商都在專注於 5G。

他說：「這不是很難做，也不是很貴，但是行動廠商會希望Li-Fi得到驗證之後再進行部署。「他說。「我甚至不願意全力投入5G，因為他們仍然在制定標準。」

但是 Li-Fi 與 Wi-Fi 在幾個關鍵方面不同，例如範圍，抗干擾和吞吐量。無線頻譜的侷限性之一是當你從2.4GHz 上升至5GHz 時，你將失去覆蓋範圍。如果高於5GHz，那麼這個範圍會進一步縮小。

理論上，Li-Fi 的吞吐量遠遠超過 Wi-Fi。 pureLi-Fi 剛剛發佈了一個產品，單個小型微型 LED 能夠以8 Gbps 的速度進行傳輸。現在 2.4GHz 和 5GHz 頻段已經與諸如無線電話，藍牙裝置和Wi-Fi 之類的現有裝置出現飽和，更不用說像增強現實，虛擬現實，無人駕駛汽車和數十億個物聯網裝置這樣的新技術。

由於可見光與其他類型的射頻頻率完全不同，因此不存在信號干擾的可能，而且可見光是整個 300 GHz 無線電頻譜的1000倍，Haas 指出，LED 燈甚至不需要明亮到足以讓人看得見。

最後，Johnson 表示為現有裝置添加 Li-Fi 也是比較便宜的。「技術的成本下降得如此之快，將 Li-Fi 加在裝置上是沒有挑戰的。」

Li-Fi 就像是現有的裝置中用到的相機技術。筆電或智慧手機中的相機都能做得很好，是因為廠商只需相機模組。而Li-Fi也只需要將解碼晶片添加到未來的裝置中。但是如果 Li-Fi 成為802.11規範的一部分，Wi-Fi 晶片也將能夠處理 Li-Fi 信令。

燈光產業

Hass 強調，Li-Fi 是 Wi-Fi 和4G / 5G 的延伸，不是取代品。

「Li-Fi 可以被用於路燈，作為智慧城市應用的接入點，」他說。「家用電器的指示燈可以透過天花板燈將這些裝置連接到Internet，而帶有集成 LED 的可穿戴式裝置可以監控健康參數並將數據發送到 Internet。」

Li-Fi 的一個缺點也可以被認為是一種優勢。因為它使用可見光譜，所以 Li-Fi 不能穿透牆壁。在許多情況下，這是一個問題，但是對於安全來說這是一個優勢。 Li-Fi 說，對安全感興趣的人，特別是軍方，就像能夠建立一個可以鎖在一個房間裡的無線網路，只要牆壁沒有窗戶。

思科仍然處於探索 Li-Fi 的階段，並沒有對該技術在商業上做出任何決定。該公司認為，Li-Fi 部署將從安全和安全相關的利基市場開始。

「在我看來，當可見光通信的端點生態系統變得更加成熟時，Li-Fi 將實現臨界發展，」他說。「思科可以看到將來將 Li-Fi 光源出售給提供特定吞吐量，並無縫集成到思科無線架構的企業的。」

Li-Fi 面臨的嚴峻挑戰

和任何新技術一樣，Li-Fi 也面臨挑戰。至少 Wi-Fi 已經得到英特爾的全面支持。Haas 表示，他們與 pureLI-FI 合作，但不會詳細說明合作的深度。 Oswal 說：「任何新技術都有幾個障礙阻礙其得到廣泛採用。」「但是，這些往往只是技術進步與市場化同步的問題。」

Stofega 認為，如果 IEEE 將 Li-Fi 作為802.11規範的一部分，將起到決定性的作用。因為高通，英特爾等廠商都將支援 802.11 晶片。然後就只剩下一個 LED 燈泡部署的問題。

為了取得成功，Oswal 表示，它必須履行其吞吐量和規模的承諾; 端點裝置必須打入市場; 並且需要有一個 Li-Fi 的供應商生態系統來構建燈光。

行動諮詢公司 J.Gold Associates 的總裁 Jack Gold 則對此說法表示懷疑。「可見光通信已經嘗試了好幾年了，這不是新事物，」「你可以獲得超大量的頻寬，但並不像聽起來那麼簡單。」而且 Wi-Fi 的運作良好，幾乎無所不在。如果你使用的技術相當可靠，可以提出一項新技術來更換或補充，但是這種技術必須更好，但目前來說， Li-Fi 還有許多問題有待解決。