Wi—Fi掘墓者？Li—Fi解密

技術宅

日前，一種Wi-Fi的超級替代品——Li-Fi已經通過實驗檢測（圖1），其數據傳輸速度可以達到每秒1GB，相當于當前Wi-Fi技術的100倍，意味著下載一部高清電影也不過是幾秒鐘的事情。

認識一下Li-Fi

?愛沙尼亞公司Velmenni在實驗室試驗Li-Fi

Wi-Fi相信大家已經很熟悉了，無論是在家還是在公司，我們的平板或者手機幾乎都是在使用Wi-Fi上網。目前主流家用無線路由器一般是300M（這里的M是Mbps的簡稱）。300Mbps的網速，理論上每秒鐘的傳輸速度就是37.5MB/s。不過要注意的是，要達到這個理論速度，一是發射設備如無線路由器要有這個速率，二是接收設備也要支持此標準速率，目前只有支持802.11n的設備理論上才能達到300Mbps的速率。

?Li-Fi示意圖

Li-Fi是LightFidelity的簡稱，中文譯為光無線通信，它借助可見光波譜（如家庭常見的LED燈光，而Wi-Fi的傳輸介質則為電磁波），利用快速的光脈沖以千兆的速度無線傳輸數據，據稱該技術擁有每秒1GB的理論傳輸速度。因此Li-Fi一經推出便被視為目前Wi-Fi的替代者，號稱是Wi-Fi的掘墓人（圖2）。

高速率傳輸的背后

Li-Fi擁有每秒1GB的理論傳輸速度，那么這種高速傳輸速率是怎么獲得的？首先我們來了解一下Wi-Fi和Li-Fi的運行原理。

只要將無線路由器通過網線接入有線寬帶，然后在路由器設置中開啟路由器內部的無線發射裝置，這樣它就會將網絡信號通過電磁波的方式發射到房間的各個角落。在輻射范圍內的終端設備（如平板電腦、智能手機）則可以通過內置的無線網卡接收電磁波，從而實現無線上網，也就是Wi-Fi的運行原理（圖3）。

?Wi-Fi的運行原理圖解

Li-Fi的原理和Wi-Fi類似，只不過它不是發射電磁信號，而是運用已鋪設好的發光設備，如LED燈，然后在燈泡上植入一個微小的芯片形成類似于AP（Wi-Fi熱點）的設備，這樣添加了芯片的LED燈就像我們現在使用的無線路由器，它會通過LED燈發射的光線將網絡信號進行無線傳輸（類似無線路由器發射的電磁信號）。同樣終端設備（如平板、手機）通過Li-Fi接收設備就可以收到LED燈發射的無線信號，成功連接后就可以上網了（圖4）。

?Li-Fi運行圖解

那么Li-Fi為什么能夠擁有如此高速的傳播速率？這其實是由其傳播介質決定的。當LED燈泡上安裝了Li-Fi發射芯片后，燈泡會以極快的速度閃爍。大家知道在編程中我們可以使用0、1實現復雜的編碼并且讓計算機讀懂編碼信息，Li-Fi正是利用LED燈光的閃爍（實際上即為高速開、關動作）傳遞信號，比如LED開表示1，關表示0，這樣通過快速開關就能實現復雜編碼。從而將網絡信號通過燈光傳輸到房間的各個角落（圖5）。

Li-Fi終端接收設備配置的Li-Fi光敏接收設備可以接收并解碼這種閃爍信息，從而實現只要看得到燈光就可以無線上網。Wi-Fi利用了射頻信號進行數據發射，而Li-Fi使用的可見光頻譜的寬度達到射頻頻譜的1萬倍。因此Li-Fi可以擁有比Wi-Fi更高的傳輸速率，理論上能帶來高達1Gbps的數據傳輸速度（圖6）。

Li-Fi 高速傳輸給我們帶來的便利

隨著有線寬帶的速度越來越快，各種網上資源（包括在線超清電影、下載藍光電影、高清視頻聊天）對帶寬的要求也越來越高。經常會有用戶抱怨無線信號不穩定、熱點不夠多、上網速度慢，在目前Wi-Fi狀況下我們根本無法直接觀看超高清電影，更別說下載動輒以百GB為單位的藍光電影，而Li-Fi穩定高速的傳播速率則可以讓我們徹底告別慢速的Wi-Fi。

?只要看得到光就可以無線上網

其利用隨處可見的燈泡作為發射源，這樣只要有燈泡的地方就可以快速部署Li-Fi熱點，可以讓我們在有燈的地方隨時上網。而且Li-Fi的高速傳輸速率可以為數據傳輸帶來飛一般的感覺。不足的是，由于Li-Fi信號是通過可見光進行傳播，而光線只能直線傳播，而且無法像Wi-Fi的電磁波那樣穿墻，這就給Li-Fi的使用帶來一定的局限性。因此Li-Fi的出現是否能完全替代Wi-Fi尚需時日解決技術問題，目前它至少可以和Wi-Fi作為互補而存在。