LED灯将成为LiFi进入市场的基石

Allanzhong68 2016-05-25

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在无线通讯盛行的环境，现代人过度曝露于电磁波的威胁有增无减，从行动通讯的广域网路，到无线区域网路，皆赖无线电波传递资讯，电波强度愈高，传输效益愈佳，但这对人体健康的潜在风险愈高。且作为无线通讯重要组成部分，基站消耗的能源有不少于70%是用来冷却基站的，大部分能耗浪费在大气中，只有一小部分的能耗为我们提供了通讯服务。近年来，科学家开始寻找不用无线电波的无线资讯传输方式，可见光成为对人体健康无虑的最佳选择，并极有可能可能解决容量和能耗的问题。利用可见光传输资讯的光通讯，成为无线网路的另类科技。

LED灯作为基地台

早在2000年，日本庆应大学的田中及索尼计算机科学研究所的春山等人，就提出利用LED灯作为通讯基地台，进行资讯传输；2002年田中与小峰等人，提出一套结合电力线载波通讯及LED可见光通讯的数据传输系统；2008年日本太阳诱电，展示白光LED无线通讯系统，最大传输距离达20米。

2009年英国牛津大学的Brien等人，达成100 Mb/s（每秒百万位元）通讯速率的可见光通讯技术。2010年德国的Fraunhofer HHI研究所，将可见光通讯的传输速率提高到513 Mb/s。

2011年英国爱丁堡大学教授哈斯（Harald Haas），在公开演讲中，展出LED可见光的通讯技术，并且将之命名为LiFi（Light Fidelity，光照网路），与我们熟知的WiFi仅一字之差。简单来说，Li-Fi是一种利用光波传输数据的无线连接技术（Li代表Light），传输速率达1Gbps，是目前Wi-Fi最快标准的100倍。

2012年哈斯成立PureVLC（后更名PureLiFi）公司，研发LiFi产品，2015年与法国的LED照明公司Lucibel合作，计划于今年推出支援LiFi的实际产品。

减少电磁波泛滥

简单来说，Li-Fi实现数据传输的一个必要条件便是光线，与电视中的红外技术相似，需要通过LED结合传感器来实现数据传输，其传输频率集中在430 至770THz之间。经过10多年的研发，LiFi已走出实验室成为可商品化的技术，目前LiFi技术最高传输速率可达224 Gb/s（每秒10亿位元），远超过WiFi的传输速率。

今年是LiFi技术启动的元年，PureLiFi与Lucibel将推动具LiFi功能的LED灯具，这种灯具兼具无线传输的功能。藉由将传统灯具转换成LED灯具的浪潮，LiFi可获得搭便车之利，减少建设LiFi基础设施的成本与障碍，只需适当升级LED照明、并集成Li-Fi模块即可。具LiFi功能的LED灯具上市，将成为LiFi进入市场的先锋。

LiFi技术普及化的最大挑战是打造LiFi的生态系统，诸如支援LiFi功能的IC晶片的开发上市，以及支援LiFi的通讯设备（如智慧手机等），皆需时间及投资方能达成。

对电磁波干扰敏感的地方，将会是最有意愿导入LiFi的场所，医院、核电厂、石化厂、餐厅以及飞机机舱等，将会是LiFi最容易进攻的桥头堡。LiFi技术的诞生，将能提升网路的品质，并达成减少电磁波泛滥的效益。

目前，pureLiFi研发的第一款Li-Fi智能灯泡将在2016年底上市，而LG、飞利浦、三星、东芝、松下、思科等厂商，也在进行不同程度的Li-Fi设备研发。

但由于LiFi是透过可见光传送资讯，必须在LED灯泡照明可及的范围才能传输，无法穿透墙壁。所以要确保设备在照明设备的有效范围内，阴影甚至阳光直射的环境，都会造成连接中断。

目前，通过改进智能手机上的LED(如摄像头、屏幕、闪光灯等)，也是LiFi走向大众消费市场的最快路径。Haas与Powe创建了一家VLC(可见光通信)公司，并研发出一款智能手机应用，该应用使一对iPhone实现了低速率的数据传输。在拉斯维加斯举行的2012年消费电子展览会(CES)上，卡西欧发布了两部使用可见光进行数据传输的智能手机。

三星、西门子等电子巨头没有错过这场盛宴。三星在2010年就开始利用搭载LED背光的LCD平面显示器试验可见光通讯，西门子在2010年通过白色LED可见光通信，实现了最高500Mbps的通信速度。鉴于LiFi巨大的市场前景，卡西欧、三星甚至与NEC、松下电气、夏普、东芝与NTT等企业一道成立了可见光通讯联盟。

随着现在数字技术的迅速发展，LiFi技术凭借着其独有的优势——高带宽、高速率、绿色、低能耗、安全，在目前实验室的测试报告下，十分适用于目前解决无线通信中被人们所指出的一些问题，可能成为与WiFi技术竞争的新技术。

当然，Wi-Fi的发展并没有中断，诸如HaLow、WeGig及LTE-U等变种技术，均在功耗、连接范围、数据传输速度方便寻求突破。可以肯定的是，在Wi-Fi技术已经普及、并且难以短时间替代的情况下，优化型技术仍是主流发展方向，适当解决带宽等问题。而Li-Fi如果能够顺利发展，可以在室内环境适当辅助Wi-Fi，帮助人们获得更好的连接体验。但在很长一段时间内，它都无法取代Wi-Fi。