飛利浦照明推出可見光通信LiFi技術(shù)

飛利浦照明日前宣布推出可見光通信技術(shù)（LightFidelity，LiFi），它可以在實現(xiàn)高品質(zhì)LED照明的同時，利用可見光波提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)連接。作為物聯(lián)網(wǎng)時代的照明公司，飛利浦照明是首家推出加載可見光通信功能辦公燈具產(chǎn)品的全球性照明企業(yè)。

飛利浦照明正在法蘭克福照明展上展示該最新照明技術(shù)。

“在這個數(shù)字時代，可見光通信（LiFi）擁有巨大的市場潛力。作為全球照明行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，我們?yōu)槟懿粩嘞蚩蛻籼峁﹦?chuàng)新的解決方案而感到自豪?！憋w利浦照明全球首席創(chuàng)新官邱戎紅表示，無線電頻率資源正趨于緊張，大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所需的穩(wěn)定并發(fā)連接可借助可見光譜中尚未得到充分利用的巨大帶寬。作為一家照明企業(yè)，我們在提供客戶高品質(zhì)節(jié)能照明產(chǎn)品的同時，也提供了領(lǐng)先的互聯(lián)解決方案。

飛利浦照明的技術(shù)實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)在照明點間的無縫傳遞。意味著用戶在辦公室中移動時，網(wǎng)絡(luò)連接會通過照明點進行傳遞，不會中斷。飛利浦可見光通信燈具可提供目前業(yè)界最大的覆蓋范圍和高品質(zhì)節(jié)能照明。

同時實現(xiàn)高品質(zhì)照明和寬帶互聯(lián)網(wǎng)傳輸

可見光通信（LiFi）是一種類似WiFi的雙向、高速無線技術(shù)。其特點是使用可見光波而非無線電波進行數(shù)據(jù)傳輸。飛利浦照明的可見光通信辦公燈具可實現(xiàn)每秒30兆（30Mb/s）的高速寬帶連接，幫助用戶在傳輸多部流媒體高清影片的同時進行視頻電話。

法國房地產(chǎn)投資公司Icade在其位于巴黎拉德芳斯的智慧辦公室中率先嘗試該創(chuàng)新技術(shù)?！癓iFi對于辦公室是顛覆性的。作為房地產(chǎn)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，我們希望能幫助既有和潛在客戶探索該技術(shù)的無限可能。我們將在位于拉德芳斯的智慧辦公室演示這一技術(shù)。除了穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)連接，高品質(zhì)照明對我們的工作也至關(guān)重要。”Icade商業(yè)地產(chǎn)投資部總監(jiān)Emmanuelle Baboulin表示。

背景資料

可見光通信（LiFi）的益處

相比于Wifi，可見光通信技術(shù)（LiFi）可用于醫(yī)院等對無線電信號較為敏感或類似地下空間等Wifi信號無法實現(xiàn)覆蓋的環(huán)境。其他應(yīng)用場景也包括了對于安全性有較高要求的金融機構(gòu)或政府部門的后勤辦公室。LiFi的安全性得益于可見光無法穿透實體墻的特點，所有接入該網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備都不能存在遮擋。

可見光通信（LiFi）如何工作？

內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器的燈具將光的頻率在肉眼無法觀察的范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。光線信號通過連接在筆記本或平板電腦上的USB LiFi網(wǎng)卡捕捉（未來，該技術(shù)將預(yù)先集成在筆記本上）。USBLiFi網(wǎng)卡將信號通過紅外鏈接回傳給燈具。借助超過WiFi十倍寬度的LiFi頻譜，飛利浦可見光通信燈具可同時為客戶提供高品質(zhì)節(jié)能LED照明和安全、穩(wěn)定、高速的網(wǎng)絡(luò)連接。

可見光無線通信

可見光無線通信又稱“光保真技術(shù)”，英文名LightFidelity（簡稱LiFi）是一種利用可見光波譜(如燈泡發(fā)出的光)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜聼o線傳輸技術(shù)，由英國愛丁堡大學(xué)電子通信學(xué)院移動通信系主席、德國物理學(xué)家HaraldHass（哈拉爾德·哈斯)教授發(fā)明。LiFi是運用已鋪設(shè)好的設(shè)備(無處不在的LED燈)，通過在燈泡上植入一個微小的芯片形成類似于AP(WiFi熱點)的設(shè)備，使終端隨時能接入網(wǎng)絡(luò)。該技術(shù)通過改變房間照明光線的閃爍頻率進行數(shù)據(jù)傳輸，只要在室內(nèi)開啟電燈，無需WiFi也便可接入互聯(lián)網(wǎng)。LiFi是用可見光來實現(xiàn)無線通信，即利用電信號控制發(fā)光二極管(LED)發(fā)出的肉眼看不到的高速閃爍信號來傳輸信息。

技術(shù)產(chǎn)生背景

WiFi技術(shù)已經(jīng)越來越普及，不過抱怨無線信號不穩(wěn)定、上網(wǎng)速度慢、WiFi熱點太少而用的人也越來越多?，F(xiàn)在，有一項新技術(shù)可能會讓這些問題得到解決。

電燈泡一直以來被視作發(fā)明家夢寐以求的靈感閃現(xiàn)的象征。不過對德國物理學(xué)家Herald Haas來說，電燈泡本身給他帶來了靈感。Haas和他愛丁堡大學(xué)的團隊發(fā)明了一項專利技術(shù)，利用一束閃光來無線傳輸數(shù)字信息，這類技術(shù)通常被稱作可見光通信(VLC)。

Haas表示：“我最大的設(shè)想就是將電燈泡變?yōu)閷拵ㄐ旁O(shè)備。這樣電燈泡不僅能提供照明，也將成為一款必要的工具。”Haas認(rèn)為，通過給普通的LED燈泡加裝微芯片，使燈泡以極快的速度閃爍，就可以利用燈泡發(fā)送數(shù)據(jù)。而燈泡的閃爍頻率達到每秒數(shù)百萬次。

通過這種方式，LED燈泡可以快速傳輸二進制編碼。但對裸眼來說，這樣的閃爍是不可見的，只有光敏接收器才能探測。Haas表示：“這類似于通過火炬發(fā)送莫爾斯碼，但速度更快，并使用了計算機能理解的字母表?！?/p>

這一技術(shù)意味著，只要你擁有電燈泡，就可以獲得無線互聯(lián)網(wǎng)連接。目前全世界的電燈泡數(shù)量約有140億盞。實際上，這也意味著任何路燈都可以成為互聯(lián)網(wǎng)接入點。

不過，被昵稱為“Li-Fi”的可見光通信技術(shù)并不只是能提升互聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍。作為無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖钪饕夹g(shù)，WiFi利用了射頻信號。然而，無線電波在整個電磁頻譜中僅占很小的一部分。而隨著用戶對無線互聯(lián)網(wǎng)需求的增長，可用的射頻頻譜正越來越少。

例如，當(dāng)在咖啡店中上網(wǎng)時，如果周圍上網(wǎng)的人越來越多，那么你會發(fā)現(xiàn)網(wǎng)速變得很慢。3G移動網(wǎng)絡(luò)也是如此。與此同時，根據(jù)思科的數(shù)據(jù)，每年通過移動設(shè)備發(fā)送的信息量都在翻番。Haas表示，他的技術(shù)將是問題解決方案的重要一部分。他表示：“可見光頻譜的寬度達到射頻頻譜的1萬倍。”這意味著可見光通信能帶來更高的帶寬。Haas表示，“Li-Fi”技術(shù)能帶來高達1Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速度。Haas認(rèn)為，他的技術(shù)有一個重要優(yōu)點，這就是不需要再新建任何基礎(chǔ)設(shè)施。而傳統(tǒng)射頻信號的發(fā)射需要能量密集的設(shè)備。他表示：“我們使用現(xiàn)有設(shè)備?？梢姽忸l譜沒有得到利用，沒有得到監(jiān)管，我們可以進行高速通信?！?/p>

不過這一技術(shù)也有著自身的局限。雅典Harokopio大學(xué)信息學(xué)講師Thomas Kamalakis推薦了Haas的技術(shù)，但也表示該技術(shù)的潛力不應(yīng)被高估。他表示：“一個明顯的問題是，可見光無法穿透物體，因此如果接收器被阻擋，那么信號將被切斷?！庇A威大學(xué)工程學(xué)院助理教授Mark Leeson也持相同看法。他提出：“問題在于，我們的手機如何使用可見光來通信？”Haas表示，這是兩個現(xiàn)實問題，但他也有簡單的臨時解決方法?！叭绻庑盘柋蛔钃?，而你需要使用設(shè)備發(fā)送信息，你可以無縫地切換至射頻信號?！彼J(rèn)為，可見光通信并不是WiFi的競爭對手，而是一種相互補充的技術(shù)，這將有助于釋放頻譜空間。

他表示：“我們?nèi)孕枰猈iFi，需要射頻通信系統(tǒng)。你無法使用電燈泡向快速移動的物體發(fā)送數(shù)據(jù)，或是向樹、墻和障礙物背后的物體發(fā)送數(shù)據(jù)。”在短期內(nèi)，可見光通信已可以實現(xiàn)一些小范圍應(yīng)用。例如，可以在飛機中使用該技術(shù)，幫助手機和筆記本上網(wǎng)，此外也可以在水下等無線電波無法傳播的場所使用該技術(shù)。Haas指出，Li-Fi技術(shù)帶來了極高的安全性，因為可見光只能沿直線傳播，因此只有處在光線傳播直線上的人才有可能截獲信息。

通信原理

可見光無線通信（稱為LiFi——Light Fidelity）是利用快速的光脈沖無線傳輸信息。根據(jù)不同速率在光中編碼信息完全可行，例如LED開表示1，關(guān)表示0，通過快速開關(guān)就能傳輸信息。由于LED的發(fā)光強度，人眼不會注意到光的快速變化。LiFi技術(shù)目前還處在于實驗室階段，由Haas和他愛丁堡大學(xué)的團隊發(fā)明的一項專利技術(shù)。電燈泡一直以來被視作發(fā)明家夢寐以求的靈感閃現(xiàn)的象征。與光纖通信擁有同樣的優(yōu)點，高帶寬，高速率，不同的是LiFi是使光傳播在我們周圍的環(huán)境中，自然光能到達的任何地方，就有LiFi的信號。LiFi技術(shù)是運用已鋪設(shè)好的設(shè)備（無處不在的燈泡），只要在燈泡上植入一個微小的芯片，就能變成了類似于AP（WiFi熱點）的設(shè)備，使終端隨時能接入網(wǎng)絡(luò)。

缺點有哪些？

雖然LiFi確實有不受無線電信號干擾的優(yōu)勢，但其許多優(yōu)勢都因下述事實黯然失色：可見光不能穿透墻壁，這一關(guān)鍵事實使得WiFi獲得了很大優(yōu)勢。這種可視性限制提高了系統(tǒng)安全性，但目前尚不清楚信號接收的最小距離?？梢栽O(shè)想的是，利用長焦鏡頭和調(diào)整恰當(dāng)?shù)?a href="http://srfitnesspt.com/tags/光學(xué)傳感器/" target="_blank">光學(xué)傳感器，人們就可以截獲光學(xué)信號。TechCrunch表示，盡管LiFi被宣傳為一種可能的機載無線通信技術(shù)，但WiFi在大多數(shù)美國航空公司的大規(guī)模普及使得LiFi在飛機上的應(yīng)用前景越來越不樂觀。

主要用途

Li-Fi通過調(diào)節(jié)LED光輸出的數(shù)據(jù)進行編碼。人類的眼睛無法覺察到快速的閃爍，但在桌面計算機上的接收器或移動設(shè)備可以讀取信號，甚至可以把信號返回房間天花板上的信號收發(fā)器，提供雙向通信。但許多發(fā)光二極管用熒光粉涂層把藍色光轉(zhuǎn)化成白色光，這也限制了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?。這項研究發(fā)表在光學(xué)快訊（Optics Express），哈斯和他的團隊研究表明，用激光二極管替換現(xiàn)有的LED燈可以大大改善現(xiàn)在的情形。激光器的高能量與光效率，傳輸數(shù)據(jù)的速率可以比LED快10 倍。不使用熒光粉，激光照明可以混合不同波長的光產(chǎn)生白色光。這意味著每個波長的光可以用作一個單獨的數(shù)據(jù)通道，同樣的光波可以雙向傳輸，可以大大提高光傳輸數(shù)據(jù)的速率，愛丁堡大學(xué)團隊的試驗用了9個激光二極管。

雖然基于LED的Li-Fi可達到10 Gb/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以改善Wi-fi7 Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率上限。激光傳輸數(shù)據(jù)的速率可以很容易超出100 Gb/s。

目前，這種設(shè)備目前還非常昂貴，愛丁堡大學(xué)正在尋求大規(guī)模生產(chǎn)來降低其成本，并且可以把它應(yīng)用到照明市場。寶馬i8 的前大燈就是基于該激光燈。