Li-Fi技術的發展

陳晶晶　靳文秀　王瑩

摘 要：Li-Fi技術作為一種新興無線傳播技術，具有高速、綠色低能耗、安全等優點，有望與WiFi形成互補關系，為互聯網生活提供更好的服務。

關鍵詞：Li-Fi技術;互聯網;互補性

Li-Fi（可見光無線通信）是“Light Fidelity”縮寫，又名高保真技術，是一種利用可見光波譜進行數據傳輸的全新無線傳輸技術，該技術通過改變房間照明光線的閃爍頻率進行數據傳輸，只要打開室內的燈，沒有WiFi也便可以使用互聯網，傳輸速度達到100GB，比WiFi的傳輸速度快了一百多倍。“Li-Fi”目前多采用白色燈光的LED作為光源，通過調節LED光輸出的數據進行編碼，利用快速的光脈沖以無線方法進行信息的傳輸。本文將綜合國內外相關研究成果更深一步的介紹Li-Fi，客觀看待其優點和缺點，展望新技術的未來發展，讓人們深入了解Li-Fi，了解這盞“會說話的燈”。

1 “Li-Fi”技術的國內外研究進展

“Li-Fi”，目前較多指LED可見光。起先由英國科學家哈拉爾德.哈斯于2011年的TED大會上提出。與之前Wi-Fi的專用無線電波傳輸信號不同，“LiFi”作為一個熱點可用于無線通信傳輸，還能夠解決“熱點接入較多用戶時不穩定”的問題 [1]。2015年的英國《自然》周刊刊登的一篇最新研究論文稱，美國亞利桑那州立大學實驗人員發明了白色激光束，能將現有“Li-Fi”速率提升100多倍。目前，戈登波維正與英國愛丁堡大學的哈拉爾德·哈斯共同致力于光通信事業的科學研究。用燈光傳遞信息在復旦大學信息科學與工程學院實驗室得到實現。我國多家企業聯合組建了Li-Fi集團以推進高速光纖無線系統的建立，光的使用為打破無線互聯網絡傳播的局限。早在2013年復旦大學的實驗室研究人員就已經將網絡信號接入一盞1W的LED燈珠，光下的4臺電腦都可以上網，最高速率可達 3.25 G，平均上網速率可以達到150M，實現了世界上最迅捷的燈光上網。我國科研人員認為“Li-Fi更適用于機場、火車、醫院等人員密集和潛水艇飛機等密閉的場所，這些場所有望首先被Li-Fi覆蓋。

2 Li-Fi技術的優點

Li-Fi具有傳輸速度快、建設便利、低能耗等優點，可應用于照明與通信、室內定位以及交通、醫療等場景。傳輸速度快在其技術原理上就可以體現出來，可見光的頻譜帶寬是目前電磁波帶寬的一萬倍。建設便利是指我們不需要建設與其配套的新型設備，只需要利用已有的電燈設備電路，在需要網絡的地方安裝一個芯片即可。而且Li-Fi技術是綠色低能耗的，我們無時無刻都處在“光”這環境中，可見光對于人類來說屬于環保資源，無輻射傷害的一種物質。Li-Fi安全性強的原因是，與無線電波能夠透過障礙物進行傳播的特性相比，Li-Fi只能沿直線傳播，不能夠透過障礙物，從而傳輸的信息不易被截獲，大大降低了信息泄露風險[2]。

3 Li-Fi與WiFi的互補性

雖然Li-Fi作為一個新興技術有WiFi無法達到的優點，但絕對不可以說它可以取代WiFi。目前WiFi繼續不斷發展，其技術已經廣泛得到普及，且難以在短期內被替代的情況下，優化型技術仍是主流發展方向，適當解決帶寬等問題。Li-Fi作為一項新技術，若能普及將在室內環境適當的對 WiFi起到輔助作用，幫助人們獲得方便快捷的上網體驗。未來隨著互聯網技術的發展，Li-Fi將有望與WiFi形成互補關系，就像人們所說“如果光信號被阻擋，而你需要使用設備發送信息，你可以無縫地切換至射頻信號。” Li-Fi消耗能源僅為WiFi的五十分之一，傳輸速度卻能提升10多倍。Li-Fi將比WiFi更廣泛的應用于大型商場酒店和機場、普通住戶家中。同時我們可以想象一下Li-Fi在互聯網、家庭、航空、航海、地鐵、高鐵、室內導航，井下作業等領域帶來創新應用和價值體驗。未來，馬路邊上的路牌可給導航儀及時提供實時路況信息，使車主能在最順暢的道路行駛。比如當車輛靠近時，主動提示剎車信息，實現自動剎車。構筑智能物聯網生活，可以想象一下，互聯網將改善我們的生活，從早上一打開燈光，可憑借終端設備電腦、電視、手機、平板等實時更新氣象預報，掌握國內外最新新聞和快訊。更能在家庭成員之間分享數據信息，實現“秒傳”[3]。現如今，不少高校、科研院所和機構紛紛與企業加強Li-Fi應用的產學研合作，已有高校與企業成功研發出了Li-Fi相關的產品。Li-Fi作為面向LED照明、通信、物聯網等多領域交叉融合的高新技術，綜上，應用前景會更加廣泛，最終將成為WiFi的補充品。

4 總結語

Li-Fi是一種備受矚目的新技術，已成為光無線通信領域一個新的突破點。隨著互聯網5G的開展，Li-Fi技術將被廣泛滲入到生產生活的方方面面。通過與WiFi技術的互補性融合，Li-Fi憑借著其獨有的優勢具有極大的發展前景，可能成為與WiFi技術相互結合發展的互補品，最終為我們的生活服務。

參考文獻：

[1]傅倩，陳長纓，洪岳等.改善室內可見光通信系統性能的關鍵技術[J].自動化與信息工程，2010，31（02）：4-7.

[2]張麗萍.LI-FI技術發展綜述[J].現代電信科技，2017，47（02）：42-48，55.

[3]張振中.LI-FI可見光無線通信技術分析[J].湖南郵電職業技術學院學報，2015（03）：19-21.

【課題項目】華北理工大學2019年度大學生創新創業訓練計劃項目《嗨！LI-FI》項目編號：X2019276。

作者簡介：陳晶晶（1999-），女，河北保定人，本科在讀，研究方向：心理健康。

通訊作者：王瑩