與Wi-Fi相同的Li-Fi協(xié)議可用于水下遙控

已經(jīng)認(rèn)證了第一個(gè) Li-Fi 標(biāo)準(zhǔn)，這是一種紅外 (IR)、可見光和紫外 (UV) 光譜的高速數(shù)字通信標(biāo)準(zhǔn)。

隨著Li-Fi（光保真）標(biāo)準(zhǔn)802.11bb-2023的認(rèn)證，開啟了局域無線通信的新時(shí)代。

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

它通過調(diào)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(diǎn)。

典型的 Li-Fi 接入點(diǎn)架構(gòu)。圖片由Li-Fi提供

從上圖可以看到終端設(shè)備具有接收器和發(fā)送器，因此對(duì)應(yīng)Li-Fi的數(shù)據(jù)回傳也是通過光波來進(jìn)行的。

用光進(jìn)行數(shù)據(jù)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(jìn)行的不受束縛的短距離通信就已經(jīng)存在，并且一直沿用至今。早在 1867 年，英國(guó)海軍就使用摩爾斯電碼的前身點(diǎn)劃線進(jìn)行了光基通信測(cè)試。從更實(shí)際的意義上來說，隨著 20 世紀(jì) 70 年代末紅外 LED 的廣泛采用，基于無線光的數(shù)字通信進(jìn)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(shù)據(jù)速率設(shè)備到設(shè)備通信等設(shè)備。

然而，數(shù)據(jù)速度的限制和可靠傳輸?shù)睦щy使其在很大程度上被歸為低速、非關(guān)鍵任務(wù)設(shè)備。Wi-Fi 在 20 世紀(jì) 90 年代末出現(xiàn)，使得對(duì)高速、基于光的無線網(wǎng)絡(luò)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(shí)是一項(xiàng)改變世界的新技術(shù)。普通個(gè)人計(jì)算機(jī)用戶第一次可以切斷網(wǎng)絡(luò)線并在信號(hào)范圍內(nèi)自由漫游。經(jīng)過六次重大更新和更新的智能手機(jī)數(shù)據(jù)連接后，個(gè)人現(xiàn)在幾乎可以在地球上的任何地方進(jìn)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(shè)備爭(zhēng)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(fēng)險(xiǎn)之一是接入點(diǎn)安全性較差。由于 Wi-Fi 可以穿墻（盡管效果永遠(yuǎn)不會(huì)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(hù)的 Wi-Fi 系統(tǒng)。它還會(huì)在嘈雜的 RF 或 EMI 環(huán)境中受到干擾，導(dǎo)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(nèi)工作

十多年前，隨著Li-Fi 聯(lián)盟的成立，高速、基于光的數(shù)據(jù)通信重新進(jìn)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(guān)鍵推動(dòng)者之一，而 Li-Fi 是其中的關(guān)鍵成果技術(shù)。

Wi-Fi 和 Li-Fi 之間的區(qū)別

Wi-Fi和Li-Fi最大的區(qū)別當(dāng)然是傳輸介質(zhì)。Wi-Fi 通過 GHz 頻率范圍內(nèi)的無線電波傳輸，而 Li-Fi 通過光傳輸。802.11bb 標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(gè) Wi-Fi 頻段。

首批商用 Li-Fi 產(chǎn)品之一：Light Antenna One

在典型的 Li-Fi 安裝中，互聯(lián)網(wǎng)和本地網(wǎng)絡(luò)通過以太網(wǎng)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(cè)器，以實(shí)現(xiàn)雙向通信。然后，許多電池供電或移動(dòng)設(shè)備可以通過 Li-Fi 接入點(diǎn)進(jìn)行通信。

Li-Fi 以遠(yuǎn)高于人眼可檢測(cè)到的頻率調(diào)制 LED。在夜間，可見光譜 LED 的功率可以降低，因此數(shù)據(jù)仍然可以傳輸，但出于人類目的，燈光實(shí)際上已關(guān)閉。

Li-Fi 可以采用傳統(tǒng)的單載波調(diào)制 (SCM) 和多載波調(diào)制 (MCM) 進(jìn)行調(diào)制。然而，最高速度可通過 MCM 的衍生技術(shù)（稱為正交頻分復(fù)用 (OFDM)）實(shí)現(xiàn)。OFDM 利用廣泛的可用光譜來實(shí)現(xiàn)子載波來承載多個(gè)并行數(shù)據(jù)流。研究速度已高達(dá) 224 Gb/s，但在實(shí)際情況下會(huì)較低。

Li-Fi：Wi-Fi 的伴侶而不是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手？

Li-Fi 和 Wi-Fi 的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)可以很好地互補(bǔ)。這與設(shè)計(jì)的互操作性相結(jié)合，使 Li-Fi 既是 Wi-Fi 的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，又是其伴侶。當(dāng)安全問題和干擾在可接受的范圍內(nèi)時(shí)，Wi-Fi 可以在建筑物內(nèi)部或周圍提供全面覆蓋，而 Li-Fi 接入點(diǎn)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(yùn)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(dá) 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(shù)或成像機(jī)械的醫(yī)療套件，而 Wi-Fi 則無法使用，因?yàn)樗鼘?duì)設(shè)備存在潛在干擾。

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

Li-Fi的部分應(yīng)用場(chǎng)景（視頻）：

通過標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，現(xiàn)在就開始吧

現(xiàn)在，Li-Fi 標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)獲得認(rèn)證，更多供應(yīng)商可能會(huì)放心地投入設(shè)計(jì)和生產(chǎn) Li-Fi 產(chǎn)品所需的研發(fā)資金。產(chǎn)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(diǎn)無處不在。而且，由于墻壁是堅(jiān)固的安全屏障，Li-Fi 可能是使家庭和辦公設(shè)備的通用連接成為安全且實(shí)用的現(xiàn)實(shí)的最終要素。

審核編輯：劉清