【導(dǎo)讀】Li-Fi利用燈泡發(fā)出的光傳輸數(shù)據(jù)，通過給普通的LED燈泡加裝微芯片，使燈泡以極快的速度閃爍，就可以利用燈泡發(fā)送數(shù)據(jù)。行業(yè)有人稱有了Li-Fi，Wi-Fi就拜拜了，真有這么神奇嗎？
近日，被稱為Li-Fi之父的蘇格蘭初創(chuàng)公司PureLiFi宣布獲得150萬英鎊（220萬美元）融資，估值為1400萬英鎊，并希望利用燈泡建立互聯(lián)網(wǎng)連接。根據(jù)MarketsandMaerkets發(fā)布的一份報(bào)告顯示，到2020年，可見光通訊技術(shù)市值將達(dá)到90億美元。
燈泡——除了激發(fā)靈感，還能建立無線網(wǎng)絡(luò)？
電燈泡一直以來被視作發(fā)明家夢(mèng)寐以求的靈感閃現(xiàn)的象征。而實(shí)際上，利用燈光建立無線網(wǎng)絡(luò)并不是一個(gè)新概念，這是由Herald Haas和他愛丁堡大學(xué)的團(tuán)隊(duì)在2011年發(fā)明的一項(xiàng)專利技術(shù)，該技術(shù)利用快速的光脈沖無線傳輸信息，其應(yīng)用目前還處于起步階段。
2011年的TED大會(huì)上，Hass第一次用“Li-Fi”這個(gè)詞來形容雙向可見光無線通信技術(shù)，利用可見光代替?zhèn)鹘y(tǒng)無線電頻率。
可見光無線通信（稱為Li-Fi——Light Fidelity）是利用快速的光脈沖無線傳輸信息。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。由于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，就能變成了類似于AP（Wi-Fi熱點(diǎn)）的設(shè)備，使終端隨時(shí)能接入網(wǎng)絡(luò)。
Li-Fi工作原理
PureLiFi由Harald Haas教授創(chuàng)立于2012年，前身是愛丁堡大學(xué)衍生公司PureVLC。據(jù)悉，只要有PureLiFi的產(chǎn)品，用戶可以在任何照明設(shè)備發(fā)出的光束下連接到互聯(lián)網(wǎng)。
2014年末，PureLiFi邁出了重要一步，他們針對(duì)行業(yè)內(nèi)的合作伙伴開發(fā)了Li-Flame產(chǎn)品，這套系統(tǒng)可以將現(xiàn)有燈具轉(zhuǎn)換成為Li-Fi訪問點(diǎn)。在整套設(shè)備中，有一個(gè)電池支持的Li-Fi移動(dòng)模塊，它可以連接到計(jì)算機(jī)顯示屏頂部，并通過Li-Fi訪問點(diǎn)連接到互聯(lián)網(wǎng)上。
Li-Fi——就像“用火炬發(fā)送莫爾斯碼”
Li-Fi利用燈泡發(fā)出的光傳輸數(shù)據(jù)，通過給普通的LED燈泡加裝微芯片，使燈泡以極快的速度閃爍，就可以利用燈泡發(fā)送數(shù)據(jù)。而燈泡的閃爍頻率達(dá)到每秒數(shù)百萬次。過這種方式，LED燈泡可以快速傳輸二進(jìn)制編碼。但對(duì)裸眼來說，這樣的閃爍是不可見的，只有光敏接收器才能探測。這類似于通過火炬發(fā)送莫爾斯碼，但速度更快，并使用了計(jì)算機(jī)能理解的字母表。
將可見光用于Li-Fi，要調(diào)制其輸出以使其攜帶信息，就像Wi-Fi路由器一樣便捷。使用標(biāo)準(zhǔn)的LED照明燈，Herald Haas與他的同事創(chuàng)建的研究小組已經(jīng)達(dá)到了兩米距離的130兆比特每秒的傳輸速度。
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Li-Fi發(fā)明哪家強(qiáng)？
三星在2010年就開始利用搭載LED背光的LCD平面顯示器試驗(yàn)可見光通訊，西門子在2010年通過白色LED可見光通信，實(shí)現(xiàn)了最高500Mbps的通信速度。鑒于Li-Fi巨大的市場前景，卡西歐、三星甚至與NEC、松下電氣、夏普、東芝與NTT等企業(yè)一道成立了可見光通訊聯(lián)盟。
2013年，通過改進(jìn)智能手機(jī)上的LED（如攝像頭、屏幕、閃光燈等），是Li-Fi走向大眾消費(fèi)市場的最快路徑。哈斯與波維創(chuàng)建了一家VLC（可見光通信）公司，并研發(fā)出一款智能手機(jī)應(yīng)用，該應(yīng)用使一對(duì)iPhone實(shí)現(xiàn)了低速率的數(shù)據(jù)傳輸。在拉斯維加斯舉行的2012年消費(fèi)電子展覽會(huì)（CES）上，卡西歐發(fā)布了兩部使用可見光進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹悄苁謾C(jī)。
2013年10月，PureVLC向一家美國醫(yī)療服務(wù)供應(yīng)商交付了自創(chuàng)立以來的首臺(tái)產(chǎn)品，一個(gè)價(jià)值為5000歐元的設(shè)備。PureVLC還將通過一個(gè)已安裝在倫敦貝克斯利商業(yè)學(xué)院的系統(tǒng)，以光作為媒介直播倫敦市長Boris Johnson的一段講話。未來Li-Fi將改寫Wi-Fi一統(tǒng)天下的格局，甚至對(duì)電信運(yùn)營商產(chǎn)生巨大的沖擊，而沖擊的強(qiáng)度將是史無前例的。
2013年10月15日，復(fù)旦大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院在實(shí)驗(yàn)室成功實(shí)現(xiàn)可見光傳輸網(wǎng)絡(luò)信號(hào)技術(shù)。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)，最高速率可達(dá)3.25G，平均上網(wǎng)速率達(dá)到150M，堪稱世界最快的“燈光上網(wǎng)”。
Li-Fi對(duì)戰(zhàn)Wi-Fi，誰會(huì)出局？
傳輸速度
在實(shí)驗(yàn)室中，Li-Fi數(shù)據(jù)的傳輸速度可以達(dá)到近10Gb/s，是現(xiàn)有Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的十倍以上。而且，光頻譜的寬度達(dá)到射頻頻譜的1萬倍，這意味著Li-Fi技術(shù)能帶來高達(dá)1Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速度。
德國赫茲研究所的研究人員，使用標(biāo)準(zhǔn)的白色LED實(shí)現(xiàn)了每秒超過500Mb數(shù)據(jù)傳輸。而且由于LED的發(fā)光強(qiáng)度，人眼不會(huì)注意到光的快速變化。
在短期內(nèi)，可見光通信已可以實(shí)現(xiàn)一些小范圍應(yīng)用。Li-Fi技術(shù)在辦公室和學(xué)校等建筑中還能實(shí)現(xiàn)更高效的帶寬利用，譬如每個(gè)燈飾只對(duì)距離最近的人提供全速數(shù)據(jù)傳輸。
應(yīng)用范圍
Li-Fi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)。隨著白熾燈、熒光燈逐漸退出市場并被LED取代，未來任何有光的地方都可以成為潛在的Li-Fi數(shù)據(jù)傳輸源。例如：在街頭，利用路燈就可以下載電影；在家里，打開臺(tái)燈就可以下載歌曲；在餐廳，坐在有燈光的地方就可以發(fā)微博；即便是在水下，只要有燈光照射就可以上網(wǎng)。
缺點(diǎn)：Li-Fi可見光無法穿透物體，因此如果接收器被阻擋，那么信號(hào)將被切斷。
硬件設(shè)施
Li-Fi不需要再新建任何基礎(chǔ)設(shè)施，而傳統(tǒng)射頻信號(hào)的發(fā)射需要能量密集的設(shè)備。而光頻譜沒有得到利用和監(jiān)管，可以進(jìn)行高速通信。
缺點(diǎn)：目前，手機(jī)如何使用可見光來通信還是沒有解決的問題。
安全性
Li-Fi技術(shù)帶來了極高的安全性，因?yàn)榭梢姽庵荒苎刂本€傳播，因此只有處在光線傳播直線上的人才有可能截獲信息。
Li-Fi信號(hào)依靠狹窄光束引導(dǎo)，無法通過墻壁傳播。另外它使用的是分離的上行和下行渠道，也就是說，黑客需要同時(shí)入侵這兩個(gè)渠道才能入侵你的網(wǎng)絡(luò)。
最后，Herald Haas針對(duì)以上2個(gè)缺點(diǎn)找到的臨時(shí)解決方法是：如果光信號(hào)被阻擋，仍需要Wi-Fi，需要射頻通信系統(tǒng)等設(shè)備發(fā)送信息，這樣可以無縫地切換至射頻信號(hào)。
可以見得，Li-Fi并不是Wi-Fi的競爭對(duì)手，而是一種相互補(bǔ)充的技術(shù)，這將有助于釋放頻譜空間。
