與Wi-Fi相同的Li-Fi協(xié)議可用于水下遙控

已經認證了第一個 Li-Fi 標準，這是一種紅外 (IR)、可見光和紫外 (UV) 光譜的高速數字通信標準。

隨著Li-Fi（光保真）標準802.11bb-2023的認證，開啟了局域無線通信的新時代。

Li-Fi是指使用光而不是 Wi-Fi 使用的無線電波進行無線數據通信。它速度更快，不受電磁干擾，并且更難以攔截。

它通過調制近紅外、可見光或近紫外 LED 來工作，使任何 LED 光源都成為潛在的接入點。

典型的 Li-Fi 接入點架構。圖片由Li-Fi提供

從上圖可以看到終端設備具有接收器和發(fā)送器，因此對應Li-Fi的數據回傳也是通過光波來進行的。

用光進行數據通信并不是什么新鮮事

在 Wi-Fi 發(fā)明之前，甚至在任何形式的無線電傳輸之前，通過光進行的不受束縛的短距離通信就已經存在，并且一直沿用至今。早在 1867 年，英國海軍就使用摩爾斯電碼的前身點劃線進行了光基通信測試。從更實際的意義上來說，隨著 20 世紀 70 年代末紅外 LED 的廣泛采用，基于無線光的數字通信進入了商業(yè)用途。它已用于電視和家電遙控器、無線鍵盤以及低數據速率設備到設備通信等設備。

然而，數據速度的限制和可靠傳輸的困難使其在很大程度上被歸為低速、非關鍵任務設備。Wi-Fi 在 20 世紀 90 年代末出現(xiàn)，使得對高速、基于光的無線網絡的需求直到最近才基本上沒有意義。

IEEE 802.11 所涵蓋的Wi-Fi在 1997 年發(fā)布時是一項改變世界的新技術。普通個人計算機用戶第一次可以切斷網絡線并在信號范圍內自由漫游。經過六次重大更新和更新的智能手機數據連接后，個人現(xiàn)在幾乎可以在地球上的任何地方進行連接。然而，盡管 Wi-Fi 很方便，但它也有局限性和許多未解決的未解決問題。

Wi-Fi 有其局限性

如今，隨著越來越多的設備爭奪射頻頻譜，Wi-Fi 正面臨可用頻譜的限制。它還存在大量安全漏洞。Wi-Fi 最大的風險之一是接入點安全性較差。由于 Wi-Fi 可以穿墻（盡管效果永遠不會像家庭用戶所希望的那樣），因此不法分子可以侵入未充分保護的 Wi-Fi 系統(tǒng)。它還會在嘈雜的 RF 或 EMI 環(huán)境中受到干擾，導致傳輸速度減慢或中斷。

Li-Fi 在可見光譜以及近紅外和近紫外范圍內工作

十多年前，隨著Li-Fi 聯(lián)盟的成立，高速、基于光的數據通信重新進入人們的視野。Li-Fi 一詞由 Harald Haas 創(chuàng)造，并在 Haas 2011 年的 TED 演講中向全世界介紹。Haas 繼續(xù)共同創(chuàng)立了 PureLiFi，該聯(lián)盟的創(chuàng)始成員之一，也是可見光通信 (VLC) 商業(yè)化的關鍵推動者之一，而 Li-Fi 是其中的關鍵成果技術。

Wi-Fi 和 Li-Fi 之間的區(qū)別

Wi-Fi和Li-Fi最大的區(qū)別當然是傳輸介質。Wi-Fi 通過 GHz 頻率范圍內的無線電波傳輸，而 Li-Fi 通過光傳輸。802.11bb 標準并未附帶新協(xié)議。雖然物理層 (PHY) 有所不同，但協(xié)議仍與 Wi-Fi 相同。這將確保 Wi-Fi 和 Li-Fi 設備之間的互操作性。例如，PureLiFi 最近發(fā)布的Light Antenna One可以與現(xiàn)有的 Wi-Fi 芯片組集成，并在系統(tǒng)中顯示為另一個 Wi-Fi 頻段。

首批商用 Li-Fi 產品之一：Light Antenna One

在典型的 Li-Fi 安裝中，互聯(lián)網和本地網絡通過以太網供電 (POE) 或電力線通信 (PLC) 連接到支持 Li-Fi 的 LED。LED 將配備微控制器和光電探測器，以實現(xiàn)雙向通信。然后，許多電池供電或移動設備可以通過 Li-Fi 接入點進行通信。

Li-Fi 以遠高于人眼可檢測到的頻率調制 LED。在夜間，可見光譜 LED 的功率可以降低，因此數據仍然可以傳輸，但出于人類目的，燈光實際上已關閉。

Li-Fi 可以采用傳統(tǒng)的單載波調制 (SCM) 和多載波調制 (MCM) 進行調制。然而，最高速度可通過 MCM 的衍生技術（稱為正交頻分復用 (OFDM)）實現(xiàn)。OFDM 利用廣泛的可用光譜來實現(xiàn)子載波來承載多個并行數據流。研究速度已高達 224 Gb/s，但在實際情況下會較低。

Li-Fi：Wi-Fi 的伴侶而不是競爭對手？

Li-Fi 和 Wi-Fi 的優(yōu)點和缺點可以很好地互補。這與設計的互操作性相結合，使 Li-Fi 既是 Wi-Fi 的競爭對手，又是其伴侶。當安全問題和干擾在可接受的范圍內時，Wi-Fi 可以在建筑物內部或周圍提供全面覆蓋，而 Li-Fi 接入點可以在更加封閉的區(qū)域提供視距或近視距通信。

Li-Fi 合作伙伴概述了許多 Li-Fi 可以比 Wi-Fi 運行得更好或根本無法使用 Wi-Fi 的環(huán)境。例如，光可以穿透海水達 200 米，因此 Li-Fi 開啟了水下遙控車輛和操作員之間高速無線通信的可能性。Li-Fi 還可用于手術或成像機械的醫(yī)療套件，而 Wi-Fi 則無法使用，因為它對設備存在潛在干擾。

除了這些專門用途之外，Li-Fi 實現(xiàn)的更小的蜂窩尺寸允許更多數量的接入點，與 Wi-Fi 相比，它可以向更多設備同時提供帶寬。這使其成為密集物聯(lián)網安裝的更好選擇。

Li-Fi的部分應用場景（視頻）：

通過標準認證，現(xiàn)在就開始吧

現(xiàn)在，Li-Fi 標準已經獲得認證，更多供應商可能會放心地投入設計和生產 Li-Fi 產品所需的研發(fā)資金。產量的增加將帶來成本的降低和后續(xù)的創(chuàng)新。LED 的普及意味著潛在的接入點無處不在。而且，由于墻壁是堅固的安全屏障，Li-Fi 可能是使家庭和辦公設備的通用連接成為安全且實用的現(xiàn)實的最終要素。

審核編輯：劉清