來源：知乎、半導體照明網

LIFI的原理

　　標準LED燈泡由驅動器控制，驅動器可以開關并調整亮度。而在運用Li-Fi技術的LED燈泡中，驅動器透過控制LED燈來傳輸經過編碼的數(shù)據(jù)，接著利用光傳感器接收數(shù)據(jù)，接著譯碼。這套運作模式的概念和摩斯密碼雷同，但速度卻可達數(shù)百萬倍，已是人眼無法辨識的速度。
接收器有光學組件，且速度足以辨識出光源的明暗差異，也有充分能力譯碼Li-Fi數(shù)據(jù)，接著傳送到筆電等連結設備。設備可以同時裝有發(fā)送器和接收器，享受雙向通訊。lifi能利用發(fā)光二極管(LED)燈泡的光波傳輸數(shù)據(jù)，可同時提供照明與無線聯(lián)網，且不會產生電磁干擾，有助緩解現(xiàn)今網絡流量爆增的問題，因而發(fā)展前景備受看好。
隨著移動無線存取的需求不斷成長，移動網絡及Wi-Fi的堵塞情形將會持續(xù)加劇，屆時就算增加額外射頻資源(Radio Frequency，RF)， 可能都不足以解決問題，此現(xiàn)象被稱作「頻譜危機(Spectrum Crunch)」 。但一項更具發(fā)展性的解決方案正悄悄現(xiàn)身；據(jù)統(tǒng)計，70%以上的移動流量皆出自于室內環(huán)境，Li-Fi能藉由在發(fā)光二極管(LED)光照地區(qū)供應互補又不相干擾的帶寬，來解決這樣的頻譜短缺現(xiàn)象，其龐大的數(shù)據(jù)密度容量也能為現(xiàn)有的射頻網絡減輕負擔。

Li-Fi為Light Fidelity之縮寫，是相當于Wi-Fi的可見光無線通信(Visible Light Communications，VLC)技術，由英國pureLiFi公司首席科學官兼愛丁堡大學教授HaraldHass所發(fā)明。此破天荒的新創(chuàng)技術利用來自LED燈泡的光波傳輸數(shù)據(jù)，能同時為使用區(qū)域提供照明以及無線通信，藉此提供鋪天蓋地的無線網絡鏈接，使所有室內環(huán)境或任何光照之處都能取得網絡聯(lián)機。

可見光通訊泛指任何透過可見光傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通訊，主要依賴白光，相對的概念為紅外線(Infra Red)，也就是目前多使用在遠距控制的通訊方式。

Li-Fi的優(yōu)點

• 解決堵塞問題
  Wi-Fi使用發(fā)展相當受限的射頻(Radio Frequency) 技術，像是計算機、筆電、打印機、智能型電視、手機和平板等設備必須相互爭取帶寬。而隨著冰箱、手表、相機等更多能使用Wi-Fi的裝置陸續(xù)面世，加上來自移動網絡的數(shù)據(jù)分流，流量的壅塞情況越發(fā)嚴重，信息傳輸?shù)馁|量也跟著受到影響。Li-Fi使用光波的頻率，其帶寬是射頻頻寬的一萬倍以上，且不和Wi-Fi互相沖突。
• 安全性
  眾所周知，Wi-Fi會產生電磁干擾(Electro magnetic Interference，EMI)，影響飛機設備和醫(yī)療儀器，且對于發(fā)電、或石油與天然氣的鉆采有潛在危險性。Li-Fi使用光而非無線電波，安全無虞且不會帶來電磁干擾。
• 數(shù)據(jù)保護
  無線電波能穿透墻和天花板，但光則無此能力，這區(qū)隔出Wi-Fi與Li-Fi在數(shù)據(jù)保護方面的差異。在建筑外的黑客或入侵者可以潛入透過Wi-Fi傳輸?shù)氖覂扔嬎銠C。但透過Li-Fi傳輸?shù)男畔⒅荒茉贚ED燈照明范圍內存取。
• 速度
  802.11a/g標準的Wi-Fi提供高達54Mbps的數(shù)據(jù)通訊速度，目前也有能夠將速度提升到1Gbps的技術。然而，愛丁堡大學(pure VLC 的研究伙伴、同樣也是Li-Fi之父HaraldHaas教授的母校)已經利用單色光源展示出3Gbps的速度。利用全色(紅、綠、藍)LED燈更能提升到9Gbps。

Li-Fi的必備條件

　　Li-Fi是一項供無線通信使用之連網、移動、高速可見光通訊解決方案。為了在室內環(huán)境提供全面的無線網絡聯(lián)機，每套Li-Fi系統(tǒng)須具備以下條件：

• 高速
  無線數(shù)據(jù)需求的指數(shù)性成長不只是因為使用者增加，諸如影片串流和檔案下載等需要大量帶寬的高速下行鏈路服務也進一步刺激需求。因此Li-Fi系統(tǒng)更須提供高速以能維持現(xiàn)有的網絡服務并滿足用戶。
• 雙向性
  為了提供穩(wěn)定的網絡聯(lián)機，從設備端到網絡端都應該要具備逆向連結(ReverseLink)，讓設備能請求、或修改信息，且在現(xiàn)今信息爆炸的年代，提供上傳照片和影片的功能。因此為了要提供完整的網絡運作和用戶體驗，雙向通訊是必不可少的要件。
• 多重存取
  射頻網絡若要服務大量用戶，每站蜂巢式基地臺(服務數(shù)百位移動通訊用戶)和每個Wi-Fi存取點(服務數(shù)十臺使用者設備)都需要在連網的每一方之間分享時間或是頻率資源。理論上來說，一處含有數(shù)名使用者與設備的特定區(qū)域，可以藉由單一照明設備提供光線，將Li-Fi加入此光源將會需要類似的資源共享。這就是所謂的「多重存取」，有助于將無線存取擴展至光照空間、以及網絡范圍內的所有用戶。
• 移動性/換手(Handover)
  最后，因為光線天生具備與射頻信號相反的「定向性」，無論室內外的任何空間都需要數(shù)個照明設備才能提供充分光線。由于在Li-Fi網絡中，每個光源都是一個無線存取點，要如何讓使用者在移動的過程中還能享有完整不斷的通訊聯(lián)機，便成了網絡運作最重要的課題：網絡必須要能在存取點之間「換手」使用者。少了此功能，移動通訊用戶就必須不停與各個網絡存取點重新建立連結、并重啟設備上的信息傳輸流程。
  上述條件的共同目標，都是希望能減少干擾、提高效率，并改善使用體驗。對于Li-Fi的運作來說，都是相當基本的需求。

LIFI的大規(guī)模應用難點

1. 反向通信：
   從LED燈泡發(fā)射信號到手機上的光電二極管只解決了問題的一半，如何從手機發(fā)信號回去才能保證通信鏈路暢通（當然可以用無線電通信作為補充，不過這讓這個技術的標準化變得很難）。沒有人希望自己的手機在欣賞視頻的時候還亮著大燈泡。
2. 環(huán)境干擾：
   環(huán)境光源有時候會工作在同樣的光譜頻段，這時候如果環(huán)境光源比較強，很有可能LiFi會無法正常通信，由于信/干噪比(SINR)太差。你能容忍太陽光太強的時候，屋里面沒法正常通信嗎——沒錯，你手里的紅外遙控器在陽光太強的時候有可能會失靈，LiFi也一樣。
3. 通信距離：
   雖然在實驗室中有論文號稱通信能達到1Gbps的帶寬，在一般沒有專家指導的安裝環(huán)境中，這實際上很難達到?？梢云诖膸拺撛贛bps范圍。競爭技術：而且并不像LiFi的聲稱者所說的那樣，無線電通信就不能做到LiFi的優(yōu)點，實際上WiFi聯(lián)盟正在制定一個新的標準802.11ad，在60GHz通信，也具有帶寬大(~7Gbps)、距離短(~10m)、保密性能好(無法穿墻)等等特點。個人的經驗，要知道一項技術好不好，不僅要聽技術的倡導者怎么說，更要聽技術的競爭對手怎么說。
4. 關聯(lián)技術：
   搞可見光通信，就意味著做出來的產品不僅要符合通信的標準，還要符合可見光的技術規(guī)范。相關的產品要有更多的認證工作要做，這可能不是一兩年就可以完成的。而且怎么通過有線把通信網絡接入每個燈泡，也不是那么簡單的，目前比較有希望的是同電力線通信(PLC)聯(lián)合。
5. 標準化：
   目前802.15.7還剛剛起步甚至沒有一個統(tǒng)一的標準，前面還有漫長的路要走，要形成一個有影響力的產業(yè)，不是一家公司能夠做到的。目前來講，產業(yè)鏈里面還缺少重量級的公司加入。

總結起來看，LIFI的發(fā)展應該是從特定的應用場景開始，比如單項大容量、高速率的數(shù)據(jù)傳輸開始，比如在線流媒體播放等。等傳輸距離、移動、雙向傳輸這些問題解決之后，才有可能大規(guī)模應用，那時候LED照明就有可預期的爆發(fā)了。

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