Li-Fi技術(shù)的發(fā)展

陳晶晶　靳文秀　王瑩

摘 要：Li-Fi技術(shù)作為一種新興無(wú)線(xiàn)傳播技術(shù)，具有高速、綠色低能耗、安全等優(yōu)點(diǎn)，有望與WiFi形成互補(bǔ)關(guān)系，為互聯(lián)網(wǎng)生活提供更好的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：Li-Fi技術(shù);互聯(lián)網(wǎng);互補(bǔ)性

Li-Fi（可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信）是“Light Fidelity”縮寫(xiě)，又名高保真技術(shù)，是一種利用可見(jiàn)光波譜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜聼o(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)改變房間照明光線(xiàn)的閃爍頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，只要打開(kāi)室內(nèi)的燈，沒(méi)有WiFi也便可以使用互聯(lián)網(wǎng)，傳輸速度達(dá)到100GB，比WiFi的傳輸速度快了一百多倍?！癓i-Fi”目前多采用白色燈光的LED作為光源，通過(guò)調(diào)節(jié)LED光輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，利用快速的光脈沖以無(wú)線(xiàn)方法進(jìn)行信息的傳輸。本文將綜合國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果更深一步的介紹Li-Fi，客觀(guān)看待其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，展望新技術(shù)的未來(lái)發(fā)展，讓人們深入了解Li-Fi，了解這盞“會(huì)說(shuō)話(huà)的燈”。

1 “Li-Fi”技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

“Li-Fi”，目前較多指LED可見(jiàn)光。起先由英國(guó)科學(xué)家哈拉爾德.哈斯于2011年的TED大會(huì)上提出。與之前Wi-Fi的專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)電波傳輸信號(hào)不同，“LiFi”作為一個(gè)熱點(diǎn)可用于無(wú)線(xiàn)通信傳輸，還能夠解決“熱點(diǎn)接入較多用戶(hù)時(shí)不穩(wěn)定”的問(wèn)題 [1]。2015年的英國(guó)《自然》周刊刊登的一篇最新研究論文稱(chēng)，美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)實(shí)驗(yàn)人員發(fā)明了白色激光束，能將現(xiàn)有“Li-Fi”速率提升100多倍。目前，戈登波維正與英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)的哈拉爾德·哈斯共同致力于光通信事業(yè)的科學(xué)研究。用燈光傳遞信息在復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室得到實(shí)現(xiàn)。我國(guó)多家企業(yè)聯(lián)合組建了Li-Fi集團(tuán)以推進(jìn)高速光纖無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的建立，光的使用為打破無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)傳播的局限。早在2013年復(fù)旦大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室研究人員就已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接入一盞1W的LED燈珠，光下的4臺(tái)電腦都可以上網(wǎng)，最高速率可達(dá) 3.25 G，平均上網(wǎng)速率可以達(dá)到150M，實(shí)現(xiàn)了世界上最迅捷的燈光上網(wǎng)。我國(guó)科研人員認(rèn)為“Li-Fi更適用于機(jī)場(chǎng)、火車(chē)、醫(yī)院等人員密集和潛水艇飛機(jī)等密閉的場(chǎng)所，這些場(chǎng)所有望首先被Li-Fi覆蓋。

2 Li-Fi技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

Li-Fi具有傳輸速度快、建設(shè)便利、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于照明與通信、室內(nèi)定位以及交通、醫(yī)療等場(chǎng)景。傳輸速度快在其技術(shù)原理上就可以體現(xiàn)出來(lái)，可見(jiàn)光的頻譜帶寬是目前電磁波帶寬的一萬(wàn)倍。建設(shè)便利是指我們不需要建設(shè)與其配套的新型設(shè)備，只需要利用已有的電燈設(shè)備電路，在需要網(wǎng)絡(luò)的地方安裝一個(gè)芯片即可。而且Li-Fi技術(shù)是綠色低能耗的，我們無(wú)時(shí)無(wú)刻都處在“光”這環(huán)境中，可見(jiàn)光對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)屬于環(huán)保資源，無(wú)輻射傷害的一種物質(zhì)。Li-Fi安全性強(qiáng)的原因是，與無(wú)線(xiàn)電波能夠透過(guò)障礙物進(jìn)行傳播的特性相比，Li-Fi只能沿直線(xiàn)傳播，不能夠透過(guò)障礙物，從而傳輸?shù)男畔⒉灰妆唤孬@，大大降低了信息泄露風(fēng)險(xiǎn)[2]。

3 Li-Fi與WiFi的互補(bǔ)性

雖然Li-Fi作為一個(gè)新興技術(shù)有WiFi無(wú)法達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)，但絕對(duì)不可以說(shuō)它可以取代WiFi。目前WiFi繼續(xù)不斷發(fā)展，其技術(shù)已經(jīng)廣泛得到普及，且難以在短期內(nèi)被替代的情況下，優(yōu)化型技術(shù)仍是主流發(fā)展方向，適當(dāng)解決帶寬等問(wèn)題。Li-Fi作為一項(xiàng)新技術(shù)，若能普及將在室內(nèi)環(huán)境適當(dāng)?shù)膶?duì) WiFi起到輔助作用，幫助人們獲得方便快捷的上網(wǎng)體驗(yàn)。未來(lái)隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，Li-Fi將有望與WiFi形成互補(bǔ)關(guān)系，就像人們所說(shuō)“如果光信號(hào)被阻擋，而你需要使用設(shè)備發(fā)送信息，你可以無(wú)縫地切換至射頻信號(hào)。” 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(yīng)用于大型商場(chǎng)酒店和機(jī)場(chǎng)、普通住戶(hù)家中。同時(shí)我們可以想象一下Li-Fi在互聯(lián)網(wǎng)、家庭、航空、航海、地鐵、高鐵、室內(nèi)導(dǎo)航，井下作業(yè)等領(lǐng)域帶來(lái)創(chuàng)新應(yīng)用和價(jià)值體驗(yàn)。未來(lái)，馬路邊上的路牌可給導(dǎo)航儀及時(shí)提供實(shí)時(shí)路況信息，使車(chē)主能在最順暢的道路行駛。比如當(dāng)車(chē)輛靠近時(shí)，主動(dòng)提示剎車(chē)信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)剎車(chē)。構(gòu)筑智能物聯(lián)網(wǎng)生活，可以想象一下，互聯(lián)網(wǎng)將改善我們的生活，從早上一打開(kāi)燈光，可憑借終端設(shè)備電腦、電視、手機(jī)、平板等實(shí)時(shí)更新氣象預(yù)報(bào)，掌握國(guó)內(nèi)外最新新聞和快訊。更能在家庭成員之間分享數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)“秒傳”[3]?，F(xiàn)如今，不少高校、科研院所和機(jī)構(gòu)紛紛與企業(yè)加強(qiáng)Li-Fi應(yīng)用的產(chǎn)學(xué)研合作，已有高校與企業(yè)成功研發(fā)出了Li-Fi相關(guān)的產(chǎn)品。Li-Fi作為面向LED照明、通信、物聯(lián)網(wǎng)等多領(lǐng)域交叉融合的高新技術(shù)，綜上，應(yīng)用前景會(huì)更加廣泛，最終將成為WiFi的補(bǔ)充品。

4 總結(jié)語(yǔ)

Li-Fi是一種備受矚目的新技術(shù)，已成為光無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域一個(gè)新的突破點(diǎn)。隨著互聯(lián)網(wǎng)5G的開(kāi)展，Li-Fi技術(shù)將被廣泛滲入到生產(chǎn)生活的方方面面。通過(guò)與WiFi技術(shù)的互補(bǔ)性融合，Li-Fi憑借著其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)具有極大的發(fā)展前景，可能成為與WiFi技術(shù)相互結(jié)合發(fā)展的互補(bǔ)品，最終為我們的生活服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]傅倩，陳長(zhǎng)纓，洪岳等.改善室內(nèi)可見(jiàn)光通信系統(tǒng)性能的關(guān)鍵技術(shù)[J].自動(dòng)化與信息工程，2010，31（02）：4-7.

[2]張麗萍.LI-FI技術(shù)發(fā)展綜述[J].現(xiàn)代電信科技，2017，47（02）：42-48，55.

[3]張振中.LI-FI可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)分析[J].湖南郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015（03）：19-21.

【課題項(xiàng)目】華北理工大學(xué)2019年度大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目《嗨！LI-FI》項(xiàng)目編號(hào)：X2019276。

作者簡(jiǎn)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