也許你只聽過Wi－Fi，卻未曾聽過Li－Fi。所以，本文旨在帶大家走近 Li－Fi 技術(shù)這一創(chuàng)新智慧，從多個方面包括原理、發(fā)明者、發(fā)展歷程、特點和優(yōu)勢、應(yīng)用前景、商用和測試等等，進行觀察和剖析，讓大家全方位地理解 Li－Fi 技術(shù)。
Li－Fi 是什么？
Li－Fi，是英文 Light Fidelity 的縮寫，類似于Wi－Fi 。Li－Fi 使用電磁波譜的可見光部分，進行信息傳輸。它是一種雙向、高速、完全網(wǎng)絡(luò)化的無線通信技術(shù)，同時它也是一種可見光通信的形式，屬于無線光通信的一部分。無線光通信包括紅外和紫外通信，也包括可見光通信。然而，Li－FI是一種獨特的形式，因為它既可以用于照明，也可以同時用于通信。
Li-Fi" alt="Li-Fi" width="600" height="311"/>
（圖片來源于：pureLiFi）
Li－Fi 技術(shù)，通過對于光線強度的調(diào)制（例如LED燈發(fā)出閃爍的光線）來傳輸數(shù)據(jù)。這種光的閃爍頻率極高，肉眼是無法察覺的。只有光敏探測器才能檢測到這種光線變化，然后將其轉(zhuǎn)化成電信號的形式。
Li－Fi 工作原理是怎樣的？
當(dāng)LED燈泡上有恒定的電流通過時，燈泡就會激發(fā)出連續(xù)的光子流，然后我們就會觀察到可見光。如果電流緩慢變化，輸出的光線就會忽明忽暗。
因為LED燈泡是半導(dǎo)體設(shè)備，電流以及輸出的光線，可以通過極高速的方式進行調(diào)制。然后，光電探測器會檢測到這種信號，轉(zhuǎn)化為電流的形式。這種光電調(diào)制是人眼無法察覺到的。
如下圖所示：LED燈具利用信號處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)嵌入到光束中，并且以超高的速度發(fā)給光電探測器，然后這種微小的光線變化會被轉(zhuǎn)化為電信號，再轉(zhuǎn)回數(shù)據(jù)流的形式，發(fā)送給計算機或者移動設(shè)備。
（圖片來源于：pureLiFi）
無線射頻通信需要射頻電路、天線和復(fù)雜的接收器。然而 Li－Fi 要簡單的多，它使用的直接調(diào)制方法，和低成本紅外通信設(shè)備使用的方法類似。紅外通信，為了不損傷眼睛，所以功率受限。然而，LED燈泡可以具有高亮度，能夠達到很高的數(shù)據(jù)傳輸率。
Li－Fi 有哪些特點和優(yōu)勢？
作為一個無線通信系統(tǒng)來說，Li－Fi 的特點和優(yōu)勢包括：容量、效率、安全性等。這些包括和 Wi－Fi 對比優(yōu)勢，但是從本質(zhì)上來說，兩種技術(shù)是可以互補的。
容量
帶寬：可見光頻譜資源十分豐富，目前無需授權(quán)，可直接使用。
數(shù)據(jù)密度： Li－Fi 具有1000倍于Wi－Fi的數(shù)據(jù)密度，因為可見光可緊密低包含于照明區(qū)域中，而射頻通信往往會發(fā)生分散，造成干擾。
高速度：因為低干擾，高設(shè)備帶寬和高強度光學(xué)輸出，所以數(shù)據(jù)率十分高。
規(guī)劃：規(guī)劃很簡單，因為在人們進行通信的地方往往有照明設(shè)施，而且信號強度較好。
效率
低成本：相對于射頻通信，需要的元件更少。
能量：LED照明本身就是節(jié)能的，數(shù)據(jù)傳輸只需要微不足道的額外功率。
環(huán)境：射頻在水下十分難以傳輸，但是Li－Fi可以在水中很好傳輸。
安全
健康：地球上的生命已經(jīng)適應(yīng)暴露在可見光中，所以該技術(shù)沒有健康方面的憂慮。
無害：可見光通信，可以避免在某些特定條件下干擾電子電路。
保密性
密閉：Li－Fi 信號很難被竊聽，因為信號局限于照明區(qū)域，無法穿墻。
控制：數(shù)據(jù)是直接從一個設(shè)備傳輸?shù)搅硗庖粋€，用戶可以了解數(shù)據(jù)的去向，沒有必要附加安全措施，例如像藍牙那樣進行配對。
Li－Fi 可以有哪些應(yīng)用？
LED（發(fā)光二極管）在在照明方面的使用量急劇增長，為Li－Fi 技術(shù)的應(yīng)用帶來了前所未有的機遇。
Li－Fi 特別適用于很多流行的網(wǎng)絡(luò)“內(nèi)容消費”應(yīng)用，例如影音下載、直播等等。這些應(yīng)用對于下行帶寬的要求很高，但對于上行帶寬要求很小。Li－Fi 可以使得大部分網(wǎng)絡(luò)流量，從現(xiàn)有無線射頻網(wǎng)絡(luò)中分流出來，從而也拓展了蜂窩網(wǎng)和Wi－Fi 的容量。以下列舉 Li－Fi 的一些相關(guān)應(yīng)用：
RF 頻譜救助：
蜂窩網(wǎng)絡(luò)的一部分流量可以分流入Li－Fi 網(wǎng)絡(luò)，對于下行鏈路特別有效，這也往往是瓶頸發(fā)生的地方。
智能照明：
任何私有或者共有的照明設(shè)備包括街燈，都可以用于提供Li－Fi 熱點，同樣的通信和傳感器設(shè)施，也可以用于監(jiān)視和控制照明和數(shù)據(jù)。
移動連接性：
筆記本、智能手機、平板電腦和其他移動設(shè)備，可以直接使用Li－Fi 互聯(lián)。短程連接具有很高的數(shù)據(jù)率和安全性。
危險環(huán)境：
相對于來自危險環(huán)境（例如礦山和石油化工廠）的無線電電磁干擾，Li－Fi 是一個安全的選擇。
醫(yī)院和醫(yī)療保健：
Li－Fi 不產(chǎn)生電磁干擾，所以也不會干擾醫(yī)療設(shè)備，或者被核磁共振掃描儀干擾。
航空：
因為飛機上已經(jīng)部署有LED設(shè)備，所以 Li－Fi 可以減少重量和布線，增加航空客艙座位布局的靈活性，也可以讓乘客的移動設(shè)備和機上娛樂（IFE）系統(tǒng)相互連接。
水下通信：
因為水可以吸收射頻信號，所以水下無法使用無線電通信。而聲波的帶寬極低，容易干擾海洋生物。Li－Fi 是短距離水下通信的一個良好解決方案。
車輛和交通：
頭燈和尾燈、街燈都是LED的，包括交通標(biāo)志也在向LED燈轉(zhuǎn)變。所以，Li－Fi，有望用于車車通信、車和道路之間通信、道路安全和交通管理。
回避射頻：
一些人對于射頻過敏，Li－Fi 是一個很好的替代解決方案。
地理位置服務(wù)（LBS）：
高精度地理位置信息服務(wù)，例如廣告和導(dǎo)航，讓接收者可以及時收到和地理位置相關(guān)的信息。
玩具：
許多玩具具有LED燈，它們可以用于互動玩具之間極端低成本的通信。
Li－Fi 之父和Li－Fi 的成長歷程
Li－Fi 這個概念，最初是由英國愛丁堡大學(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。
（圖片來源于：pureLiFi）
哈拉爾德·哈斯教授于2011年，在一次TED演講中，首次將這種可見光通信技術(shù)稱為“Li－Fi”，從此Li－Fi 技術(shù)開始進入公眾和媒體視線。哈拉爾德·哈斯教授當(dāng)之無愧地成為“Li－Fi”之父。
（圖片來源于：pureLiFi）
2012年，他成立了“pureLiFi”公司，一家處于Li－Fi 技術(shù)商業(yè)化前沿的公司。
2013年，哈拉爾德·哈斯 教授 于在愛丁堡大學(xué)建立建立了世界上首個關(guān)于Li－Fi 研發(fā)的中心。
2016年，“pureLiFi”公司發(fā)明了世界上第一個Li－Fi 加密狗 LiFi－X，并集成到Li－Fi 燈具中。
上個月，哈拉爾德·哈斯 教授于今年11月在北京獲得了國際半導(dǎo)體照明聯(lián)盟（ISA）頒發(fā)的杰出貢獻獎。
Li－Fi 商用產(chǎn)品和測試情況
最近，技術(shù)研發(fā)公司pureLiFi，已被新加坡媒體資訊通信發(fā)展管理局（IMDA）批準(zhǔn)在新加坡展開Li－Fi測試。目前為止， pureLiFi已經(jīng)公布了三個版本的Li－Fi系統(tǒng)，包括由全球首個Li－Fi加密狗組成的LiFi－X，以及與法國照明制造商Lucibel 合作開發(fā)的LiFi 集成照明設(shè)備。
隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備將在2020年左右超過500億個，無線頻譜資源匱乏引發(fā)的帶寬危機，已經(jīng)越來越嚴(yán)重。另外，每年世界所需要使用的無線數(shù)據(jù)量也在不斷增加。所以，Li－Fi 為解決這些挑戰(zhàn)提供了一條新思路和方案。Li－Fi 在新加坡的測試，也將有助于提高新加坡在未來5G和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的國際競爭力。