让光照到的地方都不会断网:优缺点都十分明显的Li-Fi,会成为5G和WiFi的继位者吗?

科技仓 2023-07-17
1904 字丨阅读本文需 5 分钟

7月13日消息,电气和电子工程师协会 (IEEE) 现已通过 802.11bb 并将其添加为基于光的无线通信标准。该标准一经发布便得到了全球 Li-Fi 企业的欢迎,因为它将有助于加快数据传输技术标准的推广和采用。

Li-Fi (Light Fidelity) 是一种基于可见光通讯 (visible light communication,简称 VLC) 技术,能达到双向、高速无线网络传输的科技,属于光学无线通信 (Optical wireless communication,简称 OWC) 中的一种。

大家比较熟悉的无线通信系统 Wi-Fi 使用的是无线通信射频 (RF) 讯号,而 Li-Fi 则使用的是可见光。Li-Fi 相比于 Wi-Fi 和 5G 等传统技术可以提供“更快、更可靠的无线通信,并且具有无与伦比的安全性能”。

1、Li-Fi的优点

依靠灯光上网听起来好像很神奇,但Li-Fi技术的基本原理其实并不复杂。“0”和“1”是数字传输中最基本的信号,若将灯光关闭状态设定为“0”,开启状态设定为“1”,通过灯光的关闭和开启便可实现数字信号的传输。

但如此一来,灯光设备就必须要承受高频率的开关。传统的白炽灯反复开关会影响寿命,并且其响应时间为毫秒级,而LED灯(发光二极管)既能承受高频率的反复开关,响应时间还是纳秒级,因此LED灯为实现Li-Fi(以灯光为介质的高速无线网络)提供了技术基础。

植入到LED灯泡中的芯片会使得灯光高速闪烁,人眼无法察觉到这种高频率的明暗变化,所以并不影响照明效果。而对于光敏传感器来说,可以探测到灯光的这种高频率明暗变化,因此使得Li-Fi兼容了光的数据传输功能和照明功能。

Li-Fi灯泡虽然只有在打开的状态下才能进行数据传输,但在不需要照明的情况下可将灯泡亮度调暗至人眼无法识别的程度,此时数据传输仍可进行。Li-Fi使用的是可见光,因此穿透性不足,但这一特性在某些情况下恰巧可以成为一种优势,它的网络连接的私密性更好,能使黑客无法在发射器照射范围之外进行连接,安全性优于Wi-Fi。

与红外线或紫外线通讯不同,这种技术可同时兼顾照明和通讯,适用于医院、机场、军队甚至是水下等场景,不过 Li-Fi 不会取代 Wi-Fi 和 5G 替代方案(也不会取代有线网络)。

目前来看,在通过大气层等远距离传输和穿透不透明物体方面,无线电波仍然具有明显的优势,所以 Li-Fi 的优势在于未来场景。值得一提的是,Li-Fi 声称的速度可达 224 GB/s。

Fraunhofer 的 Dominic Schulz 指出,由于它在独特的光学频谱中工作,这可以确保更高的可靠性和更低的延迟和抖动。据 Schulz 介绍,Li-Fi 采用的是可见光传播,因此在避免墙壁穿透、减少干扰和降低窃听风险以及实现厘米级精度的室内导航方面有着更强的安全性。

2、Li-Fi的缺点也很致命

开头我们说了,Li-Fi不是一项很新鲜的技术,投入研究的时间并不短,技术优势也不少,但现实中应用的场景并不多,这主要源于Li-Fi有很多较为致命的缺点。

首先,Li-Fi对双向通信的支持并不友好。日常生活中,无论是有线宽带还是4G、5G,都有一个上下行的概念,即下载和上传。在灯泡上装一个信号发射器,可以让让手机接受到光信号。但是,如果手机要传输数据给灯泡这一端要如何实现?手机上装一个灯泡好像不太现实,毕竟你也不想玩手机的时候被一盏灯刺着眼睛。如果像Harald Haas的演讲中演示的那样用红外线实现,那么速率恐怕又会是个问题。

其次,光信号的抗干扰性很差。我们都知道,光线很容易被阻挡,不仅钢筋混凝土的建筑物可以彻底隔绝光线,雾霾雨水这些也能让光线迅速衰减。对比之下,基于电磁波的Wi-Fi、蜂窝网络,穿透性就要好太多了。可能有人会问,光纤不也是通过光信号实现的吗,光纤的传输效率也不低?

只是,光纤虽然是通过光信号来传输信号,但它本身是借助光纤这一物理介质实现的,用于传输的光线封闭在光纤内部,通过全内反射来传播,损耗非常小。但光纤本质上还是有线传输,无线传输场景下,低消各类干扰,难度非常大。

因此,尽管Li-Fi有技术上的优势,但这些缺点也相当致命,它们直接限制了Li-Fi在现实场景中的落地。

3、Li-Fi不是取代者,而是补充者

对于新兴的技术,大家总容易寄托太高的预期,研究者和相关的机构,也乐于鼓吹。但一项技术迟迟未能落地,必然是遇到了现阶段无法克服的难题,商业化道路上有越不过去的坎。Li-Fi是一项非常炫酷的技术,理想条件下能够带来崭新的体验。

只是,目前来看,Li-Fi并不具备取代Wi-Fi等通信技术的可能性。毕竟,基于电磁波的通信技术,经受住了过去几十年的考验,无论是从用户体验还是商业化的角度来说,都非常成功。而Li-Fi虽然在底层技术上看起来很有颠覆性,但抗干扰性差等致命缺点,让它难以真正大规模普及。

当然,虽然短时间里无法像Wi-Fi、蜂窝网络那样遍地开花,但Li-Fi在小范围里还是能找到适用的场景。早在2017年,NBA球队金州勇士比赛的一个场馆里,采用了Li-Fi技术来给球迷上网,球迷们站在球馆顶棚下LED光射下来的地方,就能连上网,这缓解了Wi-Fi和蜂窝网络的拥堵卡顿。有意思的是,现场还配备了发电瓷砖,球迷踩在上面就能发电,发出的电用于照明和Li-Fi上网。

电器大厂飞利浦尝试过在家乐福超市里的LED灯具上布置Li-Fi技术,虽然不能给顾客上网,但却能用于室内定位,它的精准度显然要比GPS高多了。

最近几年的CES等展会上,也能看到厂商展示的Li-Fi台灯、照明面板等产品。说实话,这类设备概念意义更重,毕竟用它们上网目前肯定还没有Wi-Fi方便。但它们的存在,至少说明Li-Fi还是有用武之地的。

小雷认为,未来相当产的一段时间里,Li-Fi主要的应用场景应该是作为已有通信手段的补充技术。另外,对于下一代移动通信技术6G,很多人也认为它将是多种通信技术的综合体,除了电磁波,还包括卫星定位、Li-Fi等。或许进入6G时代后,Li-Fi的技术潜力,会得到更进一步的释放。

文章来源: IT之家,机智猫,雷科技

免责声明:凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处本网。非本网作品均来自其他媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如您发现有任何侵权内容,请依照下方联系方式进行沟通,我们将第一时间进行处理。

0赞 好资讯,需要你的鼓励
来自:科技仓
0

参与评论

登录后参与讨论 0/1000

为你推荐

加载中...