【導(dǎo)讀】LiFi系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的通信系統(tǒng)，集成了許多不同的組件/功能和軟件，如用于發(fā)光的LED，光傳感器，電源管理，調(diào)制編碼和解調(diào)解碼系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)管理嵌入式軟件等。
據(jù)麥姆斯咨詢介紹，光保真（LiFi）技術(shù)是由德國物理學(xué)家Harald Haas于2011年提出的一種光學(xué)無線通信（optical wireless communication，OWC）技術(shù)。LiFi能夠使用電磁頻譜的可見光部分以非常高的速度傳輸信息。得益于發(fā)光二極管（LED）的發(fā)展，LiFi的價(jià)值在今天得到了高度重視，LED成為能夠高速傳輸信息的高頻半導(dǎo)體光源。LED以人眼無法察覺的高頻調(diào)制信號(hào)實(shí)現(xiàn)這種高速通信。
lifi技術(shù)原理
利用LED燈作為信號(hào)發(fā)射源，通過在LED燈泡中增加一個(gè)微芯片，控制燈的亮滅來編碼信息，燈亮表示"1"，燈滅表示"0"。LED燈發(fā)出肉眼察覺不到的高速明暗閃爍的編碼信息，光敏傳感器接收到這些變化，利用解碼芯片恢復(fù)出與發(fā)端一樣的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而完成無線數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。通過這種方式，利用安裝在LED燈上的微編碼芯片可以將數(shù)據(jù)信息調(diào)制成光信號(hào)發(fā)射出去，此時(shí)經(jīng)過改裝后的LED燈相當(dāng)于一個(gè)LIFI熱點(diǎn)。該LED燈發(fā)射的光信號(hào)類似于AP(WIFI熱點(diǎn))設(shè)備發(fā)射的電磁信號(hào)。用戶通過安裝有LIFI接收設(shè)備的智能手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦等數(shù)據(jù)終端接收并解碼該LED燈發(fā)射的光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)功能。LiFi技術(shù)是運(yùn)用已鋪設(shè)好的設(shè)備（無處不在的燈泡），只要在燈泡上植入一個(gè)微小的芯片，就能變成了類似于AP（WiFi熱點(diǎn)）的設(shè)備，使終端隨時(shí)能接入網(wǎng)絡(luò)。
隨著近年固態(tài)照明（SSL）技術(shù)的蓬勃發(fā)展，LED現(xiàn)在常用于燈具和許多其他照明設(shè)備，被視為LiFi系統(tǒng)的潛在數(shù)據(jù)提供者。
lifi技術(shù)優(yōu)點(diǎn)有哪些？
與其它OWC技術(shù)相比，LiFi具有以下優(yōu)勢(shì)：
速度：在多次演示中已實(shí)現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸，LiFi速度有時(shí)能比Wi-Fi快10~100倍；
安全性：使用現(xiàn)有技術(shù)可以輕松控制可見光束和強(qiáng)度；
節(jié)能：通信的傳輸能量由可見光承載，而可見光本質(zhì)上可同時(shí)用于照明應(yīng)用；
密度：通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)制解決方案，可以大大提高無線傳輸容量；
安全性：對(duì)于對(duì)人體可能有害的無線電通信，光通信是有力的潛在替代方案；
高帶寬：可見光譜代表大帶寬，無需許可，可免費(fèi)使用；
低成本：LiFi系統(tǒng)比無線電技術(shù)需要的組件更少。
LiFi相比WiFi有兩大優(yōu)勢(shì)
LiFi比WiFi厲害的地方主要在于這兩點(diǎn)：
第一，安全性強(qiáng)。WiFi的傳輸主要是利用無線電波傳輸，無線電有一個(gè)頻率，這個(gè)頻率是可以破解的。但是LiFi是利用可見光進(jìn)行信息傳輸，光的成分復(fù)雜，具有波粒二象性。簡單來說，就是用光傳播的LiFi更加安全。可以避免建筑外的WiFi盜用，室內(nèi)的信息不會(huì)泄露到室外。
第二，速度快。世界上傳播速度最快的光速，LiFi是利用可見光進(jìn)行信息傳輸，而WiFi是無線電傳播。因此LiFi的傳播速度比WiFi更快。
lifi技術(shù)的缺點(diǎn)（局限）
雖然LiFi比WiFi更安全，也更快。但是現(xiàn)在的LiFi技術(shù)依然有著種種局限。
第一，反向通信。目前LiFi技術(shù)最大的局限應(yīng)該是反向通信，從LED燈泡可以發(fā)射信號(hào)到終端上，但是如何確保終端反射信號(hào)回LED燈泡并沒有得到完美解決。
第二，通信距離。雖然LiFi的速度更快，但是傳輸距離并沒有保證。現(xiàn)在WiFi的傳輸距離也是有限的。如何保證用一套LiFi設(shè)備滿足全家的LiFi需求仍然是科學(xué)家們目前急需解決的問題。
第三，干擾環(huán)境。LiFi主要依靠可見光進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，雖然LED燈可以將光線調(diào)制人眼看不見的范圍，但如果光線過亮也會(huì)影響LiFi的正常傳輸。當(dāng)信噪比（正常電子信號(hào)與設(shè)備額外產(chǎn)生的信號(hào)之比）過小時(shí)，信息的傳輸就會(huì)失真，正常的信息傳輸將會(huì)被弱化。
現(xiàn)在的第三代LiFi產(chǎn)品如果阻斷光源，數(shù)據(jù)傳輸仍然會(huì)中斷。LiFi技術(shù)毫無疑問是一個(gè)比WiFi更優(yōu)秀的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，但是由于種種局限全面普及推廣可能尚需時(shí)日。相信在不久的將來，這種數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)將會(huì)徹底改變我們的生活。
可見光無線通信技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域
許多應(yīng)用可以受益于LiFi技術(shù)：航空電子設(shè)備、水下數(shù)據(jù)通信、醫(yī)療保健、汽車和運(yùn)輸以及教育等。
(1)智能交通:由于夜晚沒有白天自然光的干擾，LIFI運(yùn)行效果更好。將路燈作為基站，建設(shè)一個(gè)光通信網(wǎng)絡(luò)，在交通領(lǐng)域能發(fā)揮積極的作用。車燈作為接收器可接收光信號(hào)，并通過解碼芯片和顯示芯片將光信號(hào)還原成數(shù)據(jù)信息并通過顯示屏顯示出來。用戶通過該網(wǎng)絡(luò)可查詢交通狀況，合理的選擇交通路線，緩解交通擁堵的狀況。在交通安全方面的應(yīng)用中，當(dāng)前車檢測(cè)到后車跟隨距離小于5米時(shí)，可通過尾燈發(fā)出提醒保持車距的信號(hào)，后車頭燈接收到信號(hào)后，做出減速的動(dòng)作。當(dāng)車速過快LIFI接收設(shè)備數(shù)據(jù)解碼超過各路段的限速要求時(shí)，路燈就會(huì)向該車發(fā)出減速信號(hào)，提醒車主減速。給每個(gè)LED照明燈調(diào)制一個(gè)路標(biāo)信息，對(duì)不清楚路線的車主，通過車燈的光敏接收器接收路標(biāo)信息，可完成導(dǎo)航功能。
(2)智能家居:用戶通過自主設(shè)計(jì)的手機(jī)APP控制手機(jī)閃光燈，發(fā)出調(diào)制的光信號(hào)控制開門，可替代傳統(tǒng)的鑰匙，免去帶鑰匙的繁瑣和丟鑰匙的風(fēng)險(xiǎn)。將家里天花板上的照明燈改裝成可180度視角發(fā)射光信號(hào)的LIFI熱點(diǎn)，設(shè)置一個(gè)多功能開關(guān)用于控制該光源。在各電器上安裝LIFI接收設(shè)備，通過多功能開關(guān)可控制各電器的通斷和運(yùn)行。
(3)智能定位:由于目前的通信網(wǎng)絡(luò)采用電磁波傳輸信號(hào)，在一些電磁波無法傳播的場所如礦井中無法實(shí)現(xiàn)通信，當(dāng)發(fā)生礦難時(shí)，礦井中的礦工因無法與外界通信而失去聯(lián)系，加大了營救難度和傷亡程度。LIFI技術(shù)的出現(xiàn)能有效監(jiān)測(cè)和定位礦工的位置。在每位礦工頭盔上配置的LED照明燈調(diào)制一個(gè)獨(dú)一無二的代碼，作為身份標(biāo)識(shí)。通過隧道照明燈搭建的網(wǎng)絡(luò)，可將身份信息傳至井外，實(shí)現(xiàn)與外界的通信。
從本質(zhì)上講，LiFi有助于解決眾多應(yīng)用中的特定問題：例如，通過使用光纖代替銅線纜減少飛機(jī)的重量，或消除醫(yī)院中電磁干擾的風(fēng)險(xiǎn)。更廣泛來說，LiFi還可以為通信網(wǎng)絡(luò)提供額外的帶寬容量（技術(shù)可實(shí)現(xiàn)時(shí)）。
以上就是lifi技術(shù)原理、優(yōu)缺點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)介紹，關(guān)于在此背景下，技術(shù)/系統(tǒng)集成將成為LiFi發(fā)展的關(guān)鍵，但需要了解的是，組件/功能的選擇（例如LiFi系統(tǒng)設(shè)計(jì)）在LiFi系統(tǒng)性能中也扮演著重要作用。
推薦閱讀：
