LiFi技術(shù)的優(yōu)勢特點(diǎn)、應(yīng)用和市場發(fā)展趨勢分析

LiFi：可能改變光學(xué)無線通信領(lǐng)域的新技術(shù)

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，光保真(LiFi)技術(shù)是由德國物理學(xué)家Harald Haas于2011年提出的一種光學(xué)無線通信(optical wireless communication， OWC)技術(shù)。LiFi能夠使用電磁頻譜的可見光部分以非常高的速度傳輸信息。得益于發(fā)光二極管(LED)的發(fā)展，LiFi的價值在今天得到了高度重視，LED成為能夠高速傳輸信息的高頻半導(dǎo)體光源。LED以人眼無法察覺的高頻調(diào)制信號實(shí)現(xiàn)這種高速通信。

隨著近年固態(tài)照明(SSL)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，LED現(xiàn)在常用于燈具和許多其他照明設(shè)備，被視為LiFi系統(tǒng)的潛在數(shù)據(jù)提供者。

與其它OWC技術(shù)相比，LiFi具有以下優(yōu)勢：

速度：在多次演示中已實(shí)現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸，LiFi速度有時能比Wi-Fi快10～100倍;

安全性：使用現(xiàn)有技術(shù)可以輕松控制可見光束和強(qiáng)度;

節(jié)能：通信的傳輸能量由可見光承載，而可見光本質(zhì)上可同時用于照明應(yīng)用;

密度：通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)制解決方案，可以大大提高無線傳輸容量;

安全性：對于對人體可能有害的無線電通信，光通信是有力的潛在替代方案;

高帶寬：可見光譜代表大帶寬，無需許可，可免費(fèi)使用;

低成本：LiFi系統(tǒng)比無線電技術(shù)需要的組件更少。

許多應(yīng)用可以受益于LiFi技術(shù)：航空電子設(shè)備、水下數(shù)據(jù)通信、醫(yī)療保健、汽車和運(yùn)輸以及教育等。

從本質(zhì)上講，LiFi有助于解決眾多應(yīng)用中的特定問題：例如，通過使用光纖代替銅線纜減少飛機(jī)的重量，或消除醫(yī)院中電磁干擾的風(fēng)險。更廣泛來說，LiFi還可以為通信網(wǎng)絡(luò)提供額外的帶寬容量(技術(shù)可實(shí)現(xiàn)時)。

LiFi的附加價值和關(guān)鍵應(yīng)用

通信標(biāo)準(zhǔn)：釋放LiFi增長潛力的關(guān)鍵

LiFi系統(tǒng)是一個復(fù)雜的通信系統(tǒng)，集成了許多不同的組件/功能和軟件：

- 用于發(fā)光的LED

- 光傳感器

- 電源管理

- 調(diào)制編碼和解調(diào)解碼系統(tǒng)

- 網(wǎng)絡(luò)管理嵌入式軟件

為了實(shí)現(xiàn)雙向通信，相關(guān)組件必須集成在兩套系統(tǒng)中。例如，一個LED燈與一個終端配對，即一臺計算機(jī)或智能手機(jī)。雖然下行數(shù)據(jù)可以通過可見光承載，但上行數(shù)據(jù)幾乎不可能使用白光，因此，為了防止眩光，優(yōu)選紅外(IR)光。

在此背景下，技術(shù)/系統(tǒng)集成將成為LiFi發(fā)展的關(guān)鍵，但需要了解的是，組件/功能的選擇(例如LiFi系統(tǒng)設(shè)計)在LiFi系統(tǒng)性能中也扮演著重要作用。通常，在發(fā)光層面，與白色LED相比，單色LED可實(shí)現(xiàn)高10倍的數(shù)據(jù)速率。而且，當(dāng)以高頻率調(diào)制時，由于來自藍(lán)色光源和來自磷光體轉(zhuǎn)換材料的發(fā)射光子之間的平衡的變化，白色LED可能會出現(xiàn)色度失真。

就產(chǎn)業(yè)而言，重點(diǎn)在于集成商及它們押注LiFi技術(shù)的意愿。實(shí)際上，載體行業(yè)(即電信、移動設(shè)備、照明)的明確態(tài)度，對于利用LiFi技術(shù)制造具體產(chǎn)品是至關(guān)重要的。

盡管存在這些技術(shù)和行業(yè)挑戰(zhàn)，但LiFi市場發(fā)展的主要障礙仍然在于標(biāo)準(zhǔn)層面。事實(shí)上，與大多數(shù)通信系統(tǒng)一樣，LiFi需要一個開放的通信標(biāo)準(zhǔn)，以促進(jìn)可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。這是釋放LiFi巨大增長潛力的關(guān)鍵推動因素。為此，行業(yè)預(yù)計將在2021年發(fā)布一項(xiàng)名為IEEE 802.11.bb的LiFi專用標(biāo)準(zhǔn)。

LiFi產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

2023年可能達(dá)到11億美元的市場機(jī)遇?

LiFi是一種強(qiáng)大的潛在技術(shù)，具有與多個不同行業(yè)趨勢相關(guān)的關(guān)鍵優(yōu)勢。然而，我們也看到兩個主要挑戰(zhàn)可能在中短期阻礙技術(shù)地快速發(fā)展：一是標(biāo)準(zhǔn)化，二是集成LiFi的產(chǎn)品和服務(wù)的開發(fā)，例如來自蘋果、三星和華為等大型OEM的移動設(shè)備。

在此背景下，Yole設(shè)想了兩種市場發(fā)展前景：

- “熊市”，LiFi僅作為利基應(yīng)用的一種補(bǔ)充通信技術(shù)

- “牛市”，LiFi成為重要使用案例傾向的通信技術(shù)

目前，LiFi產(chǎn)業(yè)仍處于起步階段，我們最好的預(yù)期是該產(chǎn)業(yè)在2021年開始實(shí)現(xiàn)顯著增長，2021～2023年的復(fù)合年增長率預(yù)計可達(dá)53%。工業(yè)、酒店、醫(yī)療保健、零售、辦公、教育和住宅領(lǐng)域?qū)⒄紦?jù)2023年預(yù)期銷售量的80%。

技術(shù)的整合和市場規(guī)模的擴(kuò)大，將幫助成本/價格大幅降低，從而進(jìn)一步推動市場在2028年增長至27億美元。

2018～2028年LiFi市場營收前景預(yù)測