LiFi：點一盞燈上網(wǎng)

無需網(wǎng)線、無需WiFi，點一盞燈上網(wǎng)，不是科幻，勝似科幻。

著名的人類需求金字塔中，馬洛斯認為人類最根本的需求是生理需求，然后依次為安全需求、社交需求、尊重需求、自我實現(xiàn)需求。現(xiàn)在有人重新繪制了一個馬洛斯的人類需求金字塔，最底層變成了wifi，然后才輪到生理需求，毋庸置疑，雖然只是個玩笑，卻也顯示出wifi對現(xiàn)代社會我們的生活產(chǎn)生了多大影響。

在wifi還未全覆蓋城市的所有角落，一種全新的無線通信技術(shù)LiFi出現(xiàn)了。

LiFi是什么？復(fù)旦大學成功研制出利用屋內(nèi)可見光傳輸網(wǎng)絡(luò)信號。研究人員將網(wǎng)絡(luò)信號接入一盞1W的LED燈珠，燈光下4臺電腦即可上網(wǎng)，最高速率可達3.25G，平均上網(wǎng)速率為150M，堪稱世界最快的“燈光上網(wǎng)”。這就是LiFi技術(shù)，“LiFi”樣機也驚艷亮相今年的上海工博會，引起眾多好奇者圍觀。

其實LiFi并不是復(fù)旦大學發(fā)明的新科技，這個技術(shù)在國外早已經(jīng)有研究，在通信專業(yè)里面，也并沒有LiFi這個說法。取名LiFi是為了幫助大家理解，參照大眾熟知的WiFi“造”出的新名詞，這個技術(shù)明確的說法叫VLC，即可見光通信。

復(fù)旦大學信息科學與工程學院遲楠教授指出，光和無線電波一樣，都屬于電磁波的一種，傳播網(wǎng)絡(luò)信號的基本原理是一致的。它是通過微芯片控制LED燈泡的明滅變化，將二進制數(shù)據(jù)編碼成光信號：燈亮表示1，燈滅表示0。這些信息能被接收器捕獲并解調(diào)出來，而人眼卻不會察覺到LED燈的變化——因為它們閃爍得實在太快了。這樣當研究者將網(wǎng)絡(luò)信號接入一盞功率為1W的LED燈，與接收器相連的4臺電腦就都能夠上網(wǎng)。

日本是可見光通信技術(shù)研究的先行者，最早是以KEIO大學的研究者Tanaka、Komine和Sugiyama為代表率先開展了一系列基礎(chǔ)性的理論研究。早在2000年，他們便提出了利用LED照明燈作為通信基站進行信息無線傳輸?shù)氖覂?nèi)通信系統(tǒng)的思想，并在接下來的幾年里展開了多項研究分析。2008年，太陽誘電株式會社在“2008年日本電子高新科技博覽會”上現(xiàn)場演示了采用自光LED的高速無線通信系統(tǒng)。但是當時最大傳輸距離僅為20cm左右。

可見光通信被大家所熟知則是在2011年。當年，英國愛丁堡大學Harald Haas教授在TED全球公開課上，向科技迷們展現(xiàn)了一個神奇的發(fā)明：他身旁放了一個LED臺燈，臺燈下面30厘米左右有一個小小的設(shè)備，當他把燈打開，燈光照向這個設(shè)備時，他身后的大顯示屏上播放起花朵盛開的視頻。此時或許你并沒有意識到有多么神奇。而當哈斯教授將手擋在臺燈與接收器之間時，身后正在播放的視頻戛然停止；當他把手拿開時，視頻又開始播放起來。這個時候，在場的所有人都起立鼓掌。因為這堂課，這項技術(shù)也被當年的《時代周刊》評為2011年全球50大發(fā)明之一。Harald Haas教授也首次將VLC稱為“LiFi”。

國內(nèi)對可見光通信研究起步較晚。2006年，暨南大學的陳長纓、胡國永等首次提出基于白光LED照明光源的室內(nèi)無線通信技術(shù)，設(shè)計并實現(xiàn)了點對點的通信系統(tǒng)。2008年。該研究組在前期工作的基礎(chǔ)上，利用白光LED陣列光源解決了前期系統(tǒng)通信距離短、無法達到照明要求等問題.實現(xiàn)了實用照明的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)。

遲楠教授認為LiFi相對于WiFi優(yōu)勢有三點，一是速度快，LiFi頻譜是400-800THz，而無線通信在2-5GHz左右，而且LiFi有高速潛力，速度提升空間很大。二是安全性高，因為光的傳播必需通過光的介質(zhì)才能傳播，所以LiFi不穿墻，所以保證個人信息的安全。三是無輻射，相比于無線電波，普通的LED燈光對人體的輻射基本可以忽略，相比于WiFi對人體健康有優(yōu)勢。”

而且無線傳輸技術(shù)稀有、昂貴且效率不高，比如手機，全球數(shù)百萬個基站幫助其增強信號，但大部分能量卻消耗在冷卻上，效率只有5%。相比之下，全世界使用的燈泡卻取之不盡，尤其在國內(nèi)LED光源正在大規(guī)模取代傳統(tǒng)白熾燈。只要在任何不起眼的LED燈泡中增加一個微芯片，便可讓燈泡變成無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器。

那么是不是很快LiFi就會取代WiFi成為新的通信手段呢？遲楠教授也指出，可見光通信技術(shù)劣勢也有很多，包括必須開燈，終端也有個燈泡，不能隨意繞射不靈活等。這些都抑制了LiFi技術(shù)技術(shù)短期在現(xiàn)實中得以實現(xiàn)。

盡管現(xiàn)在發(fā)展LiFi的時機并不是非常成熟，但是已經(jīng)有了不少包括三星在內(nèi)的巨頭企業(yè)還有新興企業(yè)在該領(lǐng)域率先試水，開始研發(fā)基于LiFi技術(shù)的設(shè)備。2010年，三星就開始利用搭載LED背光的LCD平面顯示器試驗可見光通信。西門子則在同年，通過白色LED可見光通信實現(xiàn)了最高500Mbps的通信速度。在拉斯韋加斯舉行的2012年消費電子展覽會（CES）上，卡西歐發(fā)布了兩部使用可見光進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹悄苁謾C。

在中國，商業(yè)化的探索也在進行中，東莞勤上光電在2013年5月與清華大學簽訂了可見光通信和定位領(lǐng)域的合作協(xié)議。勤上光電與清華大學實驗室目前已成功研發(fā)出LiFi通信手機版樣品。

勤上光電總經(jīng)理助理段鑄認為LiFi和WiFi就像曾經(jīng)的等離子和液晶電視。從技術(shù)上來說，等離子電視可能還更具優(yōu)勢，但是由于市場的推廣、企業(yè)的傾向性引導以及消費者的接受程度，造成了等離子沒有實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，從而退出市場的局面。因此，LiFi能否從實驗室走向?qū)嶋H的應(yīng)用，還依賴于整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，特別是LED照明企業(yè)的發(fā)展和LED照明的普及。

LiFi技術(shù)從短期看并不會取代WiFi，而將會越來越多地用作對WiFi和手機數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的補足，研究機構(gòu)也指出，而該市場的總銷售額預(yù)計將會從2012年的9600萬美元大幅增長至2018年的61.4億美元規(guī)模。