也許你只聽過Wi－Fi,，卻未曾聽過Li－Fi。所以,，本文旨在帶大家走近 Li－Fi 技術(shù)這一創(chuàng)新智慧,，從多個方面包括原理,、發(fā)明者、發(fā)展歷程,、特點(diǎn)和優(yōu)勢,、應(yīng)用前景,、商用和測試等等,，進(jìn)行觀察和剖析，讓大家全方位地理解 Li－Fi 技術(shù),。
Li－Fi 是什么,？
Li－Fi,，是英文 Light Fidelity 的縮寫,，類似于Wi－Fi ,。Li－Fi 使用電磁波譜的可見光部分,，進(jìn)行信息傳輸,。它是一種雙向、高速、完全網(wǎng)絡(luò)化的無線通信技術(shù)，同時它也是一種可見光通信的形式,，屬于無線光通信的一部分。無線光通信包括紅外和紫外通信,，也包括可見光通信。然而,，Li－FI是一種獨(dú)特的形式,，因?yàn)樗瓤梢杂糜谡彰?，也可以同時用于通信,。
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（圖片來源于：pureLiFi）
Li－Fi 技術(shù),，通過對于光線強(qiáng)度的調(diào)制（例如LED燈發(fā)出閃爍的光線）來傳輸數(shù)據(jù),。這種光的閃爍頻率極高,，肉眼是無法察覺的,。只有光敏探測器才能檢測到這種光線變化,，然后將其轉(zhuǎn)化成電信號的形式,。
Li－Fi 工作原理是怎樣的,？
當(dāng)LED燈泡上有恒定的電流通過時,，燈泡就會激發(fā)出連續(xù)的光子流,，然后我們就會觀察到可見光。如果電流緩慢變化,，輸出的光線就會忽明忽暗,。
因?yàn)長ED燈泡是半導(dǎo)體設(shè)備,，電流以及輸出的光線,，可以通過極高速的方式進(jìn)行調(diào)制,。然后,，光電探測器會檢測到這種信號，轉(zhuǎn)化為電流的形式,。這種光電調(diào)制是人眼無法察覺到的,。
如下圖所示：LED燈具利用信號處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)嵌入到光束中,，并且以超高的速度發(fā)給光電探測器,，然后這種微小的光線變化會被轉(zhuǎn)化為電信號，再轉(zhuǎn)回?cái)?shù)據(jù)流的形式,，發(fā)送給計(jì)算機(jī)或者移動設(shè)備,。
（圖片來源于：pureLiFi）
無線射頻通信需要射頻電路、天線和復(fù)雜的接收器,。然而 Li－Fi 要簡單的多,，它使用的直接調(diào)制方法,，和低成本紅外通信設(shè)備使用的方法類似。紅外通信,，為了不損傷眼睛,，所以功率受限,。然而，LED燈泡可以具有高亮度,，能夠達(dá)到很高的數(shù)據(jù)傳輸率,。
Li－Fi 有哪些特點(diǎn)和優(yōu)勢？
作為一個無線通信系統(tǒng)來說,，Li－Fi 的特點(diǎn)和優(yōu)勢包括：容量,、效率、安全性等,。這些包括和 Wi－Fi 對比優(yōu)勢，但是從本質(zhì)上來說,，兩種技術(shù)是可以互補(bǔ)的,。
容量
帶寬：可見光頻譜資源十分豐富，目前無需授權(quán),，可直接使用,。
數(shù)據(jù)密度： Li－Fi 具有1000倍于Wi－Fi的數(shù)據(jù)密度，因?yàn)榭梢姽饪删o密低包含于照明區(qū)域中,，而射頻通信往往會發(fā)生分散,，造成干擾。
高速度：因?yàn)榈透蓴_,，高設(shè)備帶寬和高強(qiáng)度光學(xué)輸出,，所以數(shù)據(jù)率十分高。
規(guī)劃：規(guī)劃很簡單,，因?yàn)樵谌藗冞M(jìn)行通信的地方往往有照明設(shè)施,，而且信號強(qiáng)度較好。
效率
低成本：相對于射頻通信,，需要的元件更少,。
能量：LED照明本身就是節(jié)能的,，數(shù)據(jù)傳輸只需要微不足道的額外功率。
環(huán)境：射頻在水下十分難以傳輸,，但是Li－Fi可以在水中很好傳輸,。
安全
健康：地球上的生命已經(jīng)適應(yīng)暴露在可見光中，所以該技術(shù)沒有健康方面的憂慮,。
無害：可見光通信,，可以避免在某些特定條件下干擾電子電路,。
保密性
密閉：Li－Fi 信號很難被竊聽,，因?yàn)樾盘柧窒抻谡彰鲄^(qū)域，無法穿墻,。
控制：數(shù)據(jù)是直接從一個設(shè)備傳輸?shù)搅硗庖粋€,，用戶可以了解數(shù)據(jù)的去向，沒有必要附加安全措施,，例如像藍(lán)牙那樣進(jìn)行配對,。
Li－Fi 可以有哪些應(yīng)用？
LED（發(fā)光二極管）在在照明方面的使用量急劇增長,，為Li－Fi 技術(shù)的應(yīng)用帶來了前所未有的機(jī)遇,。
Li－Fi 特別適用于很多流行的網(wǎng)絡(luò)“內(nèi)容消費(fèi)”應(yīng)用，例如影音下載,、直播等等,。這些應(yīng)用對于下行帶寬的要求很高，但對于上行帶寬要求很小,。Li－Fi 可以使得大部分網(wǎng)絡(luò)流量,，從現(xiàn)有無線射頻網(wǎng)絡(luò)中分流出來，從而也拓展了蜂窩網(wǎng)和Wi－Fi 的容量,。以下列舉 Li－Fi 的一些相關(guān)應(yīng)用：
RF 頻譜救助：
蜂窩網(wǎng)絡(luò)的一部分流量可以分流入Li－Fi 網(wǎng)絡(luò),，對于下行鏈路特別有效，這也往往是瓶頸發(fā)生的地方,。
智能照明：
任何私有或者共有的照明設(shè)備包括街燈,，都可以用于提供Li－Fi 熱點(diǎn)，同樣的通信和傳感器設(shè)施,，也可以用于監(jiān)視和控制照明和數(shù)據(jù),。
移動連接性：
筆記本、智能手機(jī),、平板電腦和其他移動設(shè)備,，可以直接使用Li－Fi 互聯(lián)。短程連接具有很高的數(shù)據(jù)率和安全性,。
危險環(huán)境：
相對于來自危險環(huán)境（例如礦山和石油化工廠）的無線電電磁干擾,，Li－Fi 是一個安全的選擇,。
醫(yī)院和醫(yī)療保健：
Li－Fi 不產(chǎn)生電磁干擾,，所以也不會干擾醫(yī)療設(shè)備,，或者被核磁共振掃描儀干擾。
航空：
因?yàn)轱w機(jī)上已經(jīng)部署有LED設(shè)備,，所以 Li－Fi 可以減少重量和布線,，增加航空客艙座位布局的靈活性，也可以讓乘客的移動設(shè)備和機(jī)上娛樂（IFE）系統(tǒng)相互連接,。
水下通信：
因?yàn)樗梢晕丈漕l信號,，所以水下無法使用無線電通信。而聲波的帶寬極低,，容易干擾海洋生物,。Li－Fi 是短距離水下通信的一個良好解決方案。
車輛和交通：
頭燈和尾燈,、街燈都是LED的,，包括交通標(biāo)志也在向LED燈轉(zhuǎn)變。所以,，Li－Fi,，有望用于車車通信、車和道路之間通信,、道路安全和交通管理,。
回避射頻：
一些人對于射頻過敏，Li－Fi 是一個很好的替代解決方案,。
地理位置服務(wù)（LBS）：
高精度地理位置信息服務(wù),，例如廣告和導(dǎo)航，讓接收者可以及時收到和地理位置相關(guān)的信息,。
玩具：
許多玩具具有LED燈,，它們可以用于互動玩具之間極端低成本的通信。
Li－Fi 之父和Li－Fi 的成長歷程
Li－Fi 這個概念,，最初是由英國愛丁堡大學(xué)電子通信學(xué)院移動通信系主席,、德國物理學(xué)家 HaraldHass（哈拉爾德·哈斯）教授發(fā)明。
（圖片來源于：pureLiFi）
哈拉爾德·哈斯教授于2011年,，在一次TED演講中,，首次將這種可見光通信技術(shù)稱為“Li－Fi”，從此Li－Fi 技術(shù)開始進(jìn)入公眾和媒體視線,。哈拉爾德·哈斯教授當(dāng)之無愧地成為“Li－Fi”之父,。
（圖片來源于：pureLiFi）
2012年，他成立了“pureLiFi”公司,，一家處于Li－Fi 技術(shù)商業(yè)化前沿的公司,。
2013年,，哈拉爾德·哈斯 教授 于在愛丁堡大學(xué)建立建立了世界上首個關(guān)于Li－Fi 研發(fā)的中心。
2016年,，“pureLiFi”公司發(fā)明了世界上第一個Li－Fi 加密狗 LiFi－X,，并集成到Li－Fi 燈具中。
上個月,，哈拉爾德·哈斯 教授于今年11月在北京獲得了國際半導(dǎo)體照明聯(lián)盟（ISA）頒發(fā)的杰出貢獻(xiàn)獎,。
Li－Fi 商用產(chǎn)品和測試情況
最近，技術(shù)研發(fā)公司pureLiFi,，已被新加坡媒體資訊通信發(fā)展管理局（IMDA）批準(zhǔn)在新加坡展開Li－Fi測試,。目前為止， pureLiFi已經(jīng)公布了三個版本的Li－Fi系統(tǒng),，包括由全球首個Li－Fi加密狗組成的LiFi－X,，以及與法國照明制造商Lucibel 合作開發(fā)的LiFi 集成照明設(shè)備,。
隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,，聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備將在2020年左右超過500億個，無線頻譜資源匱乏引發(fā)的帶寬危機(jī),，已經(jīng)越來越嚴(yán)重,。另外，每年世界所需要使用的無線數(shù)據(jù)量也在不斷增加,。所以,，Li－Fi 為解決這些挑戰(zhàn)提供了一條新思路和方案。Li－Fi 在新加坡的測試,，也將有助于提高新加坡在未來5G和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的國際競爭力,。