比Wi-Fi快100倍的Li-Fi，并不是替代而是一种补充

Wi-Fi 对移动计算的使用产生了巨大的影响，使员工可以在任何地方访问公司网络，咖啡店也能成为独立工作人员的办公地点。 但Wi-Fi 也有其缺点，所以诞生了一个新的标准：Li-Fi，如果它可以顺利上市，将能够填补 Wi-Fi 技术的空白。

Wi-Fi的问题在于信号覆盖范围小，尤其是面对墙壁，也容易被黑客劫持。虽然近年来带宽增加，但当太多人同时访问 Wi-Fi时，速度非常容易变慢。

增加更多的Wi-Fi 最多只是一个部分的解决方案。它不能解决安全问题，只能部分解决可扩展性问题。

Li-Fi 或者可见光无线通信，这是一种新兴的无线协议，使用可见光谱来提供无线网络接入。Li-Fi 发射器使用 LED 灯来调节光强度，大多超出我们眼睛可以感知的范围，并且被光敏接收器读取为数据。由于 LED 已经使用芯片来控制其输出，因此它们可以每秒调制高达数百万次，理论上传输数据速度可以比 Wi-Fi 快100倍。

但是 Li-Fi 不是要替代Wi-Fi，而是一种补充。无论我们使用智能手机，平板电脑还是笔记本电脑，两者将同时存在，这需要一个特殊的接收器和发送器来发送和接收 Li-Fi 信号。 也需要一个特殊的编码器/解码芯片将光信号转换成数据。

Li-Fi 仍然是一项正在进行中的技术，但其发明者表示，IEEE 正在考虑将其纳入 802.11 Wi-Fi标准。“通用照明的发光二极管（LED）的引入对于将可见光谱用于无线通信产生了越来越大的兴趣。” 但标准机构仍在寻求其成员的反馈。IDC 移动设备技术和趋势项目经理 Will Stofega 表示，“获得标准认可是很艰难的。” “总是有生态系统和政治上的利益，我总觉得需要大量的工作，但 Li-Wi 是替代连接技术中最有希望的。”

Stofega 警告说，既得利益者将会对造成任何潜在威胁他们收入的技术产生恐惧和怀疑。就像一些 4G 厂商因为威胁其市场主导地位而反对 5G，所以 Li-Fi 也可能会面临反对。他说：“在 Wi-Fi 论坛上肯定会有人说Li-Fi是一个糟糕的想法。”

无线频谱资源紧张

使用光传输数据并不是什么新鲜事; 电视遥控器就是这样的运作方式。 但遥控器使用红外线，其距离和传输量受到严格的限制。

爱丁堡大学移动通信主席兼 pureLi-Fi 公司联合创始人/首席科学官 Harald Haas 教授在 2011年首次提出了 Li-Fi，该公司试图将 Li-Fi 推向市场。

Haas 表示，无线频谱资源紧张，启发他创建 Li-Fi。 Haas 曾经在西门子公司从事 4G 方面的工作。他意识到无线频谱对于多媒体时代是不够的。 此后，他开发了世界上第一个 Li-Fi 无线发射器，并与法国照明制造商 Lucibel 合作，制造了第一个完全集成的 Li-Fi 照明灯具，并在今年的移动世界大会上进行了展示。

他说：“今天的 Li-Fi 就像是十五年前的 Wi-Fi，而在五到十年的时间里，Li-Fi 将像 Wi-Fi 一样无处不在。”

思科企业网络集团高级工程副总裁 Anand Oswal 表示，思科认为 Li-Fi 是一项令人兴奋的新兴技术，具有很大的潜力。 思科的策略是建立 Li-Fi技术，最终开发产品，但他补充说：“我们还处于探索阶段，思科还没有对 Li-Fi 的产品和解决方案做出任何决定。”

思科的一个潜在的整合领域是其数字化建设计划，这是一套解决方案，与飞利浦，Microchip，Cree 和 Molex 的供应商合作，利用思科的以太网供电（PoE）和通用以太网供电（UPoE）的创新，为企业提供电力照明系统。

Oswal 表示：“将企业中的每一个光转换为无线通信媒介的能力，是这个解决方案未来的演变趋势。 思科正在与合作伙伴合作，探索如何将技术无缝集成到思科的无线基础架构中。 “这将使 Li-Fi 技术拥有领先 Wi-Fi 领域的数十年创新。”

能源控制和 IoT 解决方案供应商 EMC 的总裁兼CEO Jerry Johnson 表示，对 Li-Fi 非常感兴趣的是零售商，他们将其视为潜在的蓝牙信标技术的替代品。 他也看到政府，机场和商业空间和大厦的所有者的兴趣，他们希望补充 Wi-Fi 或使用在会议室使用 Li-Fi 。

EMC 计划成为全国范围内 Li-Fi 灯泡的经销商，并已将其部署在80个测试站点。

他说：“我认为将来会有 Li-Fi 和 Wi-Fi 的结合，Li-Fi 占据主导地位。” “ Li-Fi 将大大提高网络的总体带宽，速度和可靠性，更不用说提高通信能力。”

一些公司正在对 Li-Fi 进行测试，但现在他们没有对外透露相关信息。 他补充说，EMC 自己的研究表明，Li-Fi 传输数据可以比传统 Wi-Fi 快100倍。

Li-Fi 如何运作

常规 LED 灯和支持 Li-Fi 的灯泡之间的关键区别在于 Li-Fi 灯泡中的驱动电路发送和接收无线信号，使用不同强度的光对数据进行编码。 一些灯可以通过连接 CAT5 电缆连接到网络，而其他灯可以通过电源线连接接收数据。

Li-Fi 创建了一个双向链路，在两端使用特殊的光电探测器：一端是在房间的 LED 灯中，另一端在移动设备或者插入到移动设备的无线发射器上。 无线发射器将数据发送回LED。 当你在有多个 Li-Fi 灯的房间中移动时，设备会自动检测最强信号来自哪里，并转移到该光源，因此信号始终保持连接和最佳状态。

Haas 估计智能手机和其他设备将在两三年内开始推出 Li-Fi 信号芯片。Stofega 表示，他没有听到移动厂商对 Li-Fi 表示兴趣，大部分厂商都在专注于 5G。

他说：“这不是很难做，也不是很贵，但是移动厂商会希望Li-Fi得到验证之后再进行部署。“他说。 “我甚至不愿意全力投入5G，因为他们仍然在制定标准。”

但是 Li-Fi 与 Wi-Fi 在几个关键方面不同，例如范围，抗干扰和吞吐量。 无线频谱的局限性之一是当你从2.4GHz上升至5GHz时，你将失去覆盖范围。 如果高于5GHz，那么这个范围会进一步缩小。

理论上，Li-Fi的吞吐量远远超过Wi-Fi。 pureLi-Fi 刚刚发布了一个产品，单个小型微型 LED能够以8 Gbps 的速度进行传输。 现在 2.4GHz 和 5GHz 频段已经与诸如无线电话，蓝牙设备和Wi-Fi 之类的现有设备出现饱和，更不用说像增强现实，虚拟现实，无人驾驶汽车和数十亿个物联网设备这样的新技术。

由于可见光与其他类型的射频频率完全不同，因此不存在信号干扰的可能，而且可见光是整个 300 GHz 无线电频谱的1000倍，Haas 指出，LED灯 甚至不需要明亮到足以让人看得见。

最后，Johnson 表示为现有设备添加 Li-Fi 也是比较便宜的。“技术的成本下降得如此之快，将 Li-Fi 加在设备上是没有挑战的。” Li-Fi将使用现有的设备的相机技术。 笔记本电脑或智能手机中的相机会做得很好，他们只需要解码芯片，该芯片必须添加到未来的设备中。 但是如果 Li-Fi 成为802.11规范的一部分，Wi-Fi芯片也将能够处理Li-Fi信令。

灯光产业

Hass 强调，Li-Fi 是 Wi-Fi 和4G / 5G 的补充，不是替代品。“Li-Fi可以被用于路灯，作为智能城市应用的接入点，”他说。 “家用电器的指示灯可以通过天花板灯将这些设备连接到互联网，而带有集成 LED 的可穿戴式设备可以监控健康参数并将数据发送到互联网。”

Li-Fi 的一个缺点也可以被认为是一种优势。 因为它使用可见光谱，所以 Li-Fi 不能穿透墙壁。 在许多情况下，这是一个问题，但是对于安全连接，这是一个优势。 Li-Fi说，对安全感兴趣的人，特别是军方，就像能够建立一个可以锁在一个房间里的无线网络，只要墙壁没有窗户。

思科仍然处于探索 Li-Fi 的阶段，并没有对该技术在商业上做出任何决定。该公司认为，Li-Fi部署将从安全和安全相关的利基市场开始。

“在我看来，当可见光通信的端点生态系统变得更加成熟时，Li-Fi 将实现临界发展，”他说。 “思科可以看到将来将Li-Fi光源出售给提供特定吞吐量，并无缝集成到思科无线架构的企业的。”

2017年3月消息，荷兰爱因霍芬科技大学也开发了新式Li-Fi系统，它用红外光传输数据，最快速度可以超过40Gbit／s。据称，用红外光线组建无线网络就可以提高网速，速度将会比现有系统快100倍。报道指，研究人员通过实验证实，相距2.5米网速可达42.8Gbit／s，而在目前网络速度平均只有17.6Mbit／s的荷兰，这速度是激增得非常给力。

研究人员预计，再过5年后Li-Fi就会投入使用，最开始时可能是消费设备使用，比如视频监视器、笔记本、平板。研究人员表示，用中央“光天线”向无线设备发送波长不同的光线，当不同的设备争夺网络信号时，网络也不会出现拥堵。此外，使用新系统时必须从光纤获得直接光线，由于没有活动组件，所以系统不需要维护，不需要电力。

Li-Fi 面临的严峻挑战

和任何新技术一样，Li-Fi 也面临挑战。 至少 Wi-Fi 已经得到英特尔的全面支持。 Li-Fi 只是由苏格兰的大学教授驱动，即使他有思科和英国电信这样的盟友。Haas 表示，他们与 pureLI-FI合作，但不会详细说明合作的深度。 Oswal 说：“任何新技术都有几个障碍阻碍其得到广泛采用。” “但是，这些往往只是技术进步与市场化同步的问题。”

Stofega 认为，如果 IEEE 将 Li-Fi 作为802.11规范的一部分，将起到决定性的作用。因为高通，英特尔等厂商都将支持 802.11 芯片。然后就只是一个 LED 灯泡部署的问题。

为了取得成功，Oswal 表示，它必须履行其吞吐量和规模的承诺; 端点设备必须打入市场; 并且需要有一个支持 Li-Fi 的供应商生态系统来构建灯光。

移动咨询公司 J.Gold Associates 的总裁 Jack Gold 表示怀疑。“可见光通信已经尝试了好几年了，这不是新事物，”“你可以获得超大量的带宽，但并不像听起来那么简单。”

而且 Wi-Fi 的运作良好，几乎无所不在。 如果你使用的技术相当可靠，可以提出一项新技术来替代或补充，但是这种技术必须更好，但Li-Fi 还有许多问题有待解决。

未来发展前景及对监管的影响

在未来十年内，信息的传输量将超出现有无线电频谱的承载能力，Li-Fi不能仅仅被视为一种无线通信技术，更有望激活带宽达到300THz的可见光谱频谱资源，是破解传统无线电频谱资源严重匮乏困局的新途径。

近期，Li-Fi主要应用于电磁干扰敏感区域，典型场景包括水下、机舱、舰船、医院、矿井、坑道、室外等，可以提供一种中近距离无线宽带信号传输方式。远期，由于现阶段在非电磁干扰敏感区域尚没有杀手级应用，只有当高速高密度的需求超出无线电频谱资源承载能力时，可见光通信的价值才会体现出来，典型场景包括家庭、办公室、大型公共场所等室内高速接入应用领域。

Li-Fi使用的可见光频谱相比无线电波更为丰富，目前使用无需牌照，自由使用。从频谱管理角度看，一方面Li-Fi可以缓解移动通信技术日益增长的频谱需求，应密切关注Li-Fi的发展进程和应用场景。另一方面，Li-Fi使用的可见光频谱资源未来或需进行管理，避免因为Li-Fi的广泛使用而出现干扰等问题。