比Wi-Fi快100倍，一文看懂Li-Fi技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀以及未來(lái)趨勢(shì)

Wi-Fi對(duì)移動(dòng)計(jì)算的使用產(chǎn)生了巨大的影響，使員工可以在任何地方訪問(wèn)公司網(wǎng)絡(luò)，咖啡店也能成為獨(dú)立工作人員的辦公地點(diǎn)。但Wi-Fi也有其缺點(diǎn)，所以誕生了一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)：Li-Fi，如果它可以順利上市，將能夠填補(bǔ)Wi-Fi技術(shù)的空白。

Wi-Fi的問(wèn)題在于信號(hào)覆蓋范圍小，尤其是面對(duì)墻壁，也容易被黑客劫持。雖然近年來(lái)帶寬增加，但當(dāng)太多人同時(shí)訪問(wèn)Wi-Fi時(shí)，速度非常容易變慢。

增加更多的Wi-Fi最多只是一個(gè)部分的解決方案。它不能解決安全問(wèn)題，只能部分解決可擴(kuò)展性問(wèn)題。

Li-Fi或者可見(jiàn)光無(wú)線通信，這是一種新興的無(wú)線協(xié)議，使用可見(jiàn)光譜來(lái)提供無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入。Li-Fi發(fā)射器使用LED燈來(lái)調(diào)節(jié)光強(qiáng)度，大多超出我們眼睛可以感知的范圍，并且被光敏接收器讀取為數(shù)據(jù)。由于LED已經(jīng)使用芯片來(lái)控制其輸出，因此它們可以每秒調(diào)制高達(dá)數(shù)百萬(wàn)次，理論上傳輸數(shù)據(jù)速度可以比Wi-Fi快100倍。

但是Li-Fi不是要替代Wi-Fi，而是一種補(bǔ)充。無(wú)論我們使用智能手機(jī)，平板電腦還是筆記本電腦，兩者將同時(shí)存在，這需要一個(gè)特殊的接收器和發(fā)送器來(lái)發(fā)送和接收Li-Fi信號(hào)。也需要一個(gè)特殊的編碼器/解碼芯片將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)。

Li-Fi仍然是一項(xiàng)正在進(jìn)行中的技術(shù)，但其發(fā)明者表示，IEEE正在考慮將其納入802.11Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)。“通用照明的發(fā)光二極管（LED）的引入對(duì)于將可見(jiàn)光譜用于無(wú)線通信產(chǎn)生了越來(lái)越大的興趣。”但標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)仍在尋求其成員的反饋。IDC移動(dòng)設(shè)備技術(shù)和趨勢(shì)項(xiàng)目經(jīng)理Will Stofega表示，“獲得標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可是很艱難的?！薄翱偸怯猩鷳B(tài)系統(tǒng)和政治上的利益，我總覺(jué)得需要大量的工作，但Li-Wi是替代連接技術(shù)中最有希望的。”

Stofega警告說(shuō)，既得利益者將會(huì)對(duì)造成任何潛在威脅他們收入的技術(shù)產(chǎn)生恐懼和懷疑。就像一些4G廠商因?yàn)橥{其市場(chǎng)主導(dǎo)地位而反對(duì)5G，所以Li-Fi也可能會(huì)面臨反對(duì)。他說(shuō)：“在Wi-Fi論壇上肯定會(huì)有人說(shuō)Li-Fi是一個(gè)糟糕的想法?！?/p>

無(wú)線頻譜資源緊張

使用光傳輸數(shù)據(jù)并不是什么新鮮事；電視遙控器就是這樣的運(yùn)作方式。但遙控器使用紅外線，其距離和傳輸量受到嚴(yán)格的限制。

愛(ài)丁堡大學(xué)移動(dòng)通信主席兼pureLi-Fi公司聯(lián)合創(chuàng)始人/首席科學(xué)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(chǎng)。

Haas表示，無(wú)線頻譜資源緊張，啟發(fā)他創(chuàng)建Li-Fi。Haas曾經(jīng)在西門子公司從事4G方面的工作。他意識(shí)到無(wú)線頻譜對(duì)于多媒體時(shí)代是不夠的。此后，他開(kāi)發(fā)了世界上第一個(gè)Li-Fi無(wú)線發(fā)射器，并與法國(guó)照明制造商Lucibel合作，制造了第一個(gè)完全集成的Li-Fi照明燈具，并在今年的移動(dòng)世界大會(huì)上進(jìn)行了展示。

他說(shuō)：“今天的Li-Fi就像是十五年前的Wi-Fi，而在五到十年的時(shí)間里，Li-Fi將像Wi-Fi一樣無(wú)處不在?！?/p>

思科企業(yè)網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)高級(jí)工程副總裁Anand Oswal表示，思科認(rèn)為L(zhǎng)i-Fi是一項(xiàng)令人興奮的新興技術(shù)，具有很大的潛力。思科的策略是創(chuàng)建Li-Fi技術(shù)，最終開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，但他補(bǔ)充說(shuō)：“我們還處于探索階段，思科還沒(méi)有對(duì)Li-Fi的產(chǎn)品和解決方案做出任何決定?！?/p>

思科的一個(gè)潛在的集成領(lǐng)域是其數(shù)字化建設(shè)計(jì)劃，這是一套解決方案，與飛利浦，Microchip，Cree和Molex的供應(yīng)商合作，利用思科的以太網(wǎng)供電（PoE）和通用以太網(wǎng)供電（UPoE）的創(chuàng)新，為企業(yè)提供電力照明系統(tǒng)。

Oswal表示：“將企業(yè)中的每一個(gè)光轉(zhuǎn)換為無(wú)線通信媒介的能力，是這個(gè)解決方案未來(lái)的演變趨勢(shì)。思科正在與合作伙伴合作，探索如何將技術(shù)無(wú)縫集成到思科的無(wú)線基礎(chǔ)架構(gòu)中?！斑@將使Li-Fi技術(shù)擁有領(lǐng)先Wi-Fi領(lǐng)域的數(shù)十年創(chuàng)新?！?/p>

能源控制和IoT解決方案供應(yīng)商EMC的總裁兼CEO Jerry Johnson表示，對(duì)Li-Fi非常感興趣的是零售商，他們將其視為潛在的藍(lán)牙信標(biāo)技術(shù)的替代品。他也看到政府，機(jī)場(chǎng)和商業(yè)空間和大廈的所有者的興趣，他們希望補(bǔ)充Wi-Fi或使用在會(huì)議室使用Li-Fi。

EMC計(jì)劃成為全國(guó)范圍內(nèi)Li-Fi燈泡的經(jīng)銷商，并已將其部署在80個(gè)測(cè)試站點(diǎn)。

他說(shuō)：“我認(rèn)為將來(lái)會(huì)有Li-Fi和Wi-Fi的結(jié)合，Li-Fi占據(jù)主導(dǎo)地位?！薄癓i-Fi將大大提高網(wǎng)絡(luò)的總體帶寬，速度和可靠性，更不用說(shuō)提高通信能力?！?/p>

一些公司正在對(duì)Li-Fi進(jìn)行測(cè)試，但現(xiàn)在他們沒(méi)有對(duì)外透露相關(guān)信息。他補(bǔ)充說(shuō)，EMC自己的研究表明，Li-Fi傳輸數(shù)據(jù)可以比傳統(tǒng)Wi-Fi快100倍。

Li-Fi如何運(yùn)作

常規(guī)LED燈和支持Li-Fi的燈泡之間的關(guān)鍵區(qū)別在于Li-Fi燈泡中的驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送和接收無(wú)線信號(hào)，使用不同強(qiáng)度的光對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。一些燈可以通過(guò)連接CAT5電纜連接到網(wǎng)絡(luò)，而其他燈可以通過(guò)電源線連接接收數(shù)據(jù)。

Li-Fi創(chuàng)建了一個(gè)雙向鏈路，在兩端使用特殊的光電探測(cè)器：一端是在房間的LED燈中，另一端在移動(dòng)設(shè)備或者插入到移動(dòng)設(shè)備的無(wú)線發(fā)射器上。無(wú)線發(fā)射器將數(shù)據(jù)發(fā)送回LED。當(dāng)你在有多個(gè)Li-Fi燈的房間中移動(dòng)時(shí)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)檢測(cè)最強(qiáng)信號(hào)來(lái)自哪里，并轉(zhuǎn)移到該光源，因此信號(hào)始終保持連接和最佳狀態(tài)。

Haas估計(jì)智能手機(jī)和其他設(shè)備將在兩三年內(nèi)開(kāi)始推出Li-Fi信號(hào)芯片。Stofega表示，他沒(méi)有聽(tīng)到移動(dòng)廠商對(duì)Li-Fi表示興趣，大部分廠商都在專注于5G。

他說(shuō)：“這不是很難做，也不是很貴，但是移動(dòng)廠商會(huì)希望Li-Fi得到驗(yàn)證之后再進(jìn)行部署?！八f(shuō)?！拔疑踔敛辉敢馊ν度?G，因?yàn)樗麄內(nèi)匀辉谥贫?biāo)準(zhǔn)?！?/p>

但是Li-Fi與Wi-Fi在幾個(gè)關(guān)鍵方面不同，例如范圍，抗干擾和吞吐量。無(wú)線頻譜的局限性之一是當(dāng)你從2.4GHz上升至5GHz時(shí)，你將失去覆蓋范圍。如果高于5GHz，那么這個(gè)范圍會(huì)進(jìn)一步縮小。

理論上，Li-Fi的吞吐量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)Wi-Fi。pureLi-Fi剛剛發(fā)布了一個(gè)產(chǎn)品，單個(gè)小型微型LED能夠以8 Gbps的速度進(jìn)行傳輸?，F(xiàn)在2.4GHz和5GHz頻段已經(jīng)與諸如無(wú)線電話，藍(lán)牙設(shè)備和Wi-Fi之類的現(xiàn)有設(shè)備出現(xiàn)飽和，更不用說(shuō)像增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)，無(wú)人駕駛汽車和數(shù)十億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備這樣的新技術(shù)。

由于可見(jiàn)光與其他類型的射頻頻率完全不同，因此不存在信號(hào)干擾的可能，而且可見(jiàn)光是整個(gè)300 GHz無(wú)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(jiàn)。

最后，Johnson表示為現(xiàn)有設(shè)備添加Li-Fi也是比較便宜的。“技術(shù)的成本下降得如此之快，將Li-Fi加在設(shè)備上是沒(méi)有挑戰(zhàn)的。”Li-Fi將使用現(xiàn)有的設(shè)備的相機(jī)技術(shù)。筆記本電腦或智能手機(jī)中的相機(jī)會(huì)做得很好，他們只需要解碼芯片，該芯片必須添加到未來(lái)的設(shè)備中。但是如果Li-Fi成為802.11規(guī)范的一部分，Wi-Fi芯片也將能夠處理Li-Fi信令。

燈光產(chǎn)業(yè)

Hass強(qiáng)調(diào)，Li-Fi是Wi-Fi和4G/5G的補(bǔ)充，不是替代品?！癓i-Fi可以被用于路燈，作為智能城市應(yīng)用的接入點(diǎn)，”他說(shuō)?！凹矣秒娖鞯闹甘緹艨梢酝ㄟ^(guò)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)并將數(shù)據(jù)發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)?！?/p>

Li-Fi的一個(gè)缺點(diǎn)也可以被認(rèn)為是一種優(yōu)勢(shì)。因?yàn)樗褂每梢?jiàn)光譜，所以Li-Fi不能穿透墻壁。在許多情況下，這是一個(gè)問(wèn)題，但是對(duì)于安全連接，這是一個(gè)優(yōu)勢(shì)。Li-Fi說(shuō)，對(duì)安全感興趣的人，特別是軍方，就像能夠創(chuàng)建一個(gè)可以鎖在一個(gè)房間里的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，只要墻壁沒(méi)有窗戶。

思科仍然處于探索Li-Fi的階段，并沒(méi)有對(duì)該技術(shù)在商業(yè)上做出任何決定。該公司認(rèn)為，Li-Fi部署將從安全和安全相關(guān)的利基市場(chǎng)開(kāi)始。

“在我看來(lái)，當(dāng)可見(jiàn)光通信的端點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)變得更加成熟時(shí)，Li-Fi將實(shí)現(xiàn)臨界發(fā)展，”他說(shuō)。“思科可以看到將來(lái)將Li-Fi光源出售給提供特定吞吐量，并無(wú)縫集成到思科無(wú)線架構(gòu)的企業(yè)的。”

Li-Fi面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)

和任何新技術(shù)一樣，Li-Fi也面臨挑戰(zhàn)。至少Wi-Fi已經(jīng)得到英特爾的全面支持。Li-Fi只是由蘇格蘭的大學(xué)教授驅(qū)動(dòng)，即使他有思科和英國(guó)電信這樣的盟友。Haas表示，他們與pureLI-FI合作，但不會(huì)詳細(xì)說(shuō)明合作的深度。Oswal說(shuō)：“任何新技術(shù)都有幾個(gè)障礙阻礙其得到廣泛采用。”“但是，這些往往只是技術(shù)進(jìn)步與市場(chǎng)化同步的問(wèn)題?！?/p>

Stofega認(rèn)為，如果IEEE將Li-Fi作為802.11規(guī)范的一部分，將起到?jīng)Q定性的作用。因?yàn)楦咄ǎ⑻貭柕葟S商都將支持802.11芯片。然后就只是一個(gè)LED燈泡部署的問(wèn)題。

為了取得成功，Oswal表示，它必須履行其吞吐量和規(guī)模的承諾；端點(diǎn)設(shè)備必須打入市場(chǎng)；并且需要有一個(gè)支持Li-Fi的供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)來(lái)構(gòu)建燈光。

移動(dòng)咨詢公司J.Gold Associates的總裁Jack Gold表示懷疑。“可見(jiàn)光通信已經(jīng)嘗試了好幾年了，這不是新事物，”“你可以獲得超大量的帶寬，但并不像聽(tīng)起來(lái)那么簡(jiǎn)單?！?/p>

而且Wi-Fi的運(yùn)作良好，幾乎無(wú)所不在。如果你使用的技術(shù)相當(dāng)可靠，可以提出一項(xiàng)新技術(shù)來(lái)替代或補(bǔ)充，但是這種技術(shù)必須更好，但Li-Fi還有許多問(wèn)題有待解決。

活動(dòng)推薦：“5G物聯(lián)峰會(huì)”

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