LiFi：點(diǎn)一盞燈上網(wǎng)

無(wú)需網(wǎng)線、無(wú)需WiFi，點(diǎn)一盞燈上網(wǎng)，不是科幻，勝似科幻。

著名的人類需求金字塔中，馬洛斯認(rèn)為人類最根本的需求是生理需求，然后依次為安全需求、社交需求、尊重需求、自我實(shí)現(xiàn)需求。現(xiàn)在有人重新繪制了一個(gè)馬洛斯的人類需求金字塔，最底層變成了wifi，然后才輪到生理需求，毋庸置疑，雖然只是個(gè)玩笑，卻也顯示出wifi對(duì)現(xiàn)代社會(huì)我們的生活產(chǎn)生了多大影響。

在wifi還未全覆蓋城市的所有角落，一種全新的無(wú)線通信技術(shù)LiFi出現(xiàn)了。

LiFi是什么？復(fù)旦大學(xué)成功研制出利用屋內(nèi)可見光傳輸網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。研究人員將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接入一盞1W的LED燈珠，燈光下4臺(tái)電腦即可上網(wǎng)，最高速率可達(dá)3.25G，平均上網(wǎng)速率為150M，堪稱世界最快的“燈光上網(wǎng)”。這就是LiFi技術(shù)，“LiFi”樣機(jī)也驚艷亮相今年的上海工博會(huì)，引起眾多好奇者圍觀。

其實(shí)LiFi并不是復(fù)旦大學(xué)發(fā)明的新科技，這個(gè)技術(shù)在國(guó)外早已經(jīng)有研究，在通信專業(yè)里面，也并沒(méi)有LiFi這個(gè)說(shuō)法。取名LiFi是為了幫助大家理解，參照大眾熟知的WiFi“造”出的新名詞，這個(gè)技術(shù)明確的說(shuō)法叫VLC，即可見光通信。

復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院遲楠教授指出，光和無(wú)線電波一樣，都屬于電磁波的一種，傳播網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的基本原理是一致的。它是通過(guò)微芯片控制LED燈泡的明滅變化，將二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼成光信號(hào)：燈亮表示1，燈滅表示0。這些信息能被接收器捕獲并解調(diào)出來(lái)，而人眼卻不會(huì)察覺(jué)到LED燈的變化——因?yàn)樗鼈冮W爍得實(shí)在太快了。這樣當(dāng)研究者將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接入一盞功率為1W的LED燈，與接收器相連的4臺(tái)電腦就都能夠上網(wǎng)。

日本是可見光通信技術(shù)研究的先行者，最早是以KEIO大學(xué)的研究者Tanaka、Komine和Sugiyama為代表率先開展了一系列基礎(chǔ)性的理論研究。早在2000年，他們便提出了利用LED照明燈作為通信基站進(jìn)行信息無(wú)線傳輸?shù)氖覂?nèi)通信系統(tǒng)的思想，并在接下來(lái)的幾年里展開了多項(xiàng)研究分析。2008年，太陽(yáng)誘電株式會(huì)社在“2008年日本電子高新科技博覽會(huì)”上現(xiàn)場(chǎng)演示了采用自光LED的高速無(wú)線通信系統(tǒng)。但是當(dāng)時(shí)最大傳輸距離僅為20cm左右。

可見光通信被大家所熟知?jiǎng)t是在2011年。當(dāng)年，英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)Harald Haas教授在TED全球公開課上，向科技迷們展現(xiàn)了一個(gè)神奇的發(fā)明：他身旁放了一個(gè)LED臺(tái)燈，臺(tái)燈下面30厘米左右有一個(gè)小小的設(shè)備，當(dāng)他把燈打開，燈光照向這個(gè)設(shè)備時(shí)，他身后的大顯示屏上播放起花朵盛開的視頻。此時(shí)或許你并沒(méi)有意識(shí)到有多么神奇。而當(dāng)哈斯教授將手擋在臺(tái)燈與接收器之間時(shí)，身后正在播放的視頻戛然停止；當(dāng)他把手拿開時(shí)，視頻又開始播放起來(lái)。這個(gè)時(shí)候，在場(chǎng)的所有人都起立鼓掌。因?yàn)檫@堂課，這項(xiàng)技術(shù)也被當(dāng)年的《時(shí)代周刊》評(píng)為2011年全球50大發(fā)明之一。Harald Haas教授也首次將VLC稱為“LiFi”。

國(guó)內(nèi)對(duì)可見光通信研究起步較晚。2006年，暨南大學(xué)的陳長(zhǎng)纓、胡國(guó)永等首次提出基于白光LED照明光源的室內(nèi)無(wú)線通信技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信系統(tǒng)。2008年。該研究組在前期工作的基礎(chǔ)上，利用白光LED陣列光源解決了前期系統(tǒng)通信距離短、無(wú)法達(dá)到照明要求等問(wèn)題.實(shí)現(xiàn)了實(shí)用照明的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)。

遲楠教授認(rèn)為L(zhǎng)iFi相對(duì)于WiFi優(yōu)勢(shì)有三點(diǎn)，一是速度快，LiFi頻譜是400-800THz，而無(wú)線通信在2-5GHz左右，而且LiFi有高速潛力，速度提升空間很大。二是安全性高，因?yàn)楣獾膫鞑ケ匦柰ㄟ^(guò)光的介質(zhì)才能傳播，所以LiFi不穿墻，所以保證個(gè)人信息的安全。三是無(wú)輻射，相比于無(wú)線電波，普通的LED燈光對(duì)人體的輻射基本可以忽略，相比于WiFi對(duì)人體健康有優(yōu)勢(shì)。”

而且無(wú)線傳輸技術(shù)稀有、昂貴且效率不高，比如手機(jī)，全球數(shù)百萬(wàn)個(gè)基站幫助其增強(qiáng)信號(hào)，但大部分能量卻消耗在冷卻上，效率只有5%。相比之下，全世界使用的燈泡卻取之不盡，尤其在國(guó)內(nèi)LED光源正在大規(guī)模取代傳統(tǒng)白熾燈。只要在任何不起眼的LED燈泡中增加一個(gè)微芯片，便可讓燈泡變成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器。

那么是不是很快LiFi就會(huì)取代WiFi成為新的通信手段呢？遲楠教授也指出，可見光通信技術(shù)劣勢(shì)也有很多，包括必須開燈，終端也有個(gè)燈泡，不能隨意繞射不靈活等。這些都抑制了LiFi技術(shù)技術(shù)短期在現(xiàn)實(shí)中得以實(shí)現(xiàn)。

盡管現(xiàn)在發(fā)展LiFi的時(shí)機(jī)并不是非常成熟，但是已經(jīng)有了不少包括三星在內(nèi)的巨頭企業(yè)還有新興企業(yè)在該領(lǐng)域率先試水，開始研發(fā)基于LiFi技術(shù)的設(shè)備。2010年，三星就開始利用搭載LED背光的LCD平面顯示器試驗(yàn)可見光通信。西門子則在同年，通過(guò)白色LED可見光通信實(shí)現(xiàn)了最高500Mbps的通信速度。在拉斯韋加斯舉行的2012年消費(fèi)電子展覽會(huì)（CES）上，卡西歐發(fā)布了兩部使用可見光進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹悄苁謾C(jī)。

在中國(guó)，商業(yè)化的探索也在進(jìn)行中，東莞勤上光電在2013年5月與清華大學(xué)簽訂了可見光通信和定位領(lǐng)域的合作協(xié)議。勤上光電與清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)室目前已成功研發(fā)出LiFi通信手機(jī)版樣品。

勤上光電總經(jīng)理助理段鑄認(rèn)為L(zhǎng)iFi和WiFi就像曾經(jīng)的等離子和液晶電視。從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，等離子電視可能還更具優(yōu)勢(shì)，但是由于市場(chǎng)的推廣、企業(yè)的傾向性引導(dǎo)以及消費(fèi)者的接受程度，造成了等離子沒(méi)有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，從而退出市場(chǎng)的局面。因此，LiFi能否從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H的應(yīng)用，還依賴于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，特別是LED照明企業(yè)的發(fā)展和LED照明的普及。

LiFi技術(shù)從短期看并不會(huì)取代WiFi，而將會(huì)越來(lái)越多地用作對(duì)WiFi和手機(jī)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)足，研究機(jī)構(gòu)也指出，而該市場(chǎng)的總銷售額預(yù)計(jì)將會(huì)從2012年的9600萬(wàn)美元大幅增長(zhǎng)至2018年的61.4億美元規(guī)模。