LiFi无线速率可达100Gbps,但跟想象的有点不一样

1997 年,艾登堡大学的 Harald Haas 教授发明了一项新的技术。就目前的实验室数据来看,这种通过光线来传输数据的无线通信技术,比我们常见的 Wi-Fi 技术快 100 倍,实验室最高极限数值达到 224Gbps。

什么是 Li-Fi,全名 Light Fidelity,「光保真技术」,它只是得一种利用快速的光脉冲来无线传输数据的技术。通过在灯泡上安装一个小的芯片,就可以让 LED 灯发出不同速率的光线,而且可以控制其快速开关,这一「开关开关」的动作就相当于计算机处理的二进制数据「0」和「1」。微芯片控制的开关速率极快,肉眼根本无法看到其变化,所以可以用来做高质量、高速率的无线通讯使用。2013 年的时候,单色 LED Li-Fi 信号的传输速率已经可以达到 1.6Gb/s,即最高下载速度每秒 200M,最新的数据显示速度已经可以达到 10Gb/s。艾登堡大学的研究人员还发现,如果用高能量和高光效率的激光二极管来替代 LED,传输速率能提高 10 倍,实验室试验结果可达 100Gb/s。但是,激光二极管贵死了。

优点很多但有一个致命缺点

上面提到的都是在实验室的成果,并未涉及到商用。虽然在学术研究范围内我们可以设想未来的商业前景,但是究竟能不能商用还得去做实地尝试和调研。2012 年,Harald 教授成立了 PureLiFi 公司,开始研究这一可见光无线通讯技术的商业化问题。只需要给他们加个小芯片就能变成无线 AP,看似可以为世界带来无线网的好概念,但是 Li-Fi 的商业化之路却异常艰难。

2014 年,PureLiFI 终于做出了第一个样品,通过外接的光敏接收器来接受 Li-Fi 信号,能够流畅的在视频网站看视频,而信号的来源就是头顶上的灯泡。2016 年样品的速率可以达到 42Mbps(上行下行同步速率),与实验室结果差很远。

这一样品还给我们带来了小惊喜,因为它比 Wi-Fi 要安全的多。通过调节光线强度和照射范围,其他人是无法连接这一无线网的,只有在光线范围内才能收到信号。但这也将成为制约 Li-Fi 商业化普及的最大障碍。

早在商业化之前,Harald 教授就希望世界上所有的路灯都能成为互联网接入点。因为到目前为止世界世界上有上百亿灯泡,这些灯泡经过改装就可以变成高速无线网络,下载速率可以高达 1Gbps。

而且 Li-Fi 采用的光频谱而不是无线电波,目前全世界范围内都没有对光频谱进行监管,不会占用已经拥挤不堪的无线电波频谱,也不会出现频谱审批的问题。

PureLiFi 官网的技术对比,我们发现 Li-Fi 的优势就目前来讲并不大

又快、又不需要铺设新的基站而且还可以规避监管制度,那岂不是新一代的通讯神器?话虽如此,但是 Li-FI 也有着致命的缺点:光无法穿过物体,而无线电波可以穿过物体(部分)。光线也无法在我们的日常环境中进行折射,这就导致只要有东西挡着接收设备,Li-Fi 信号就会中断。无线电波则可以穿过一些物体,比如纸板、木板,还可以在一定范围内进行折射,通过多次折射,无线信号总能达到接收设备。

Harald 教授对于这种质疑,他的态度是:「Li-Fi 和 Wi-FI 不是竞争关系,而是技术互补,可以充分地利用频谱空间。当 Li-Fi 信号被阻挡的时候,设备可以切换到 Wi-Fi 或者 3/4G 网络。」

除了遮挡之外,LED 光源也将直接影响传输速率。

最理想的使用环境是?

一白遮百丑,一丑毁所有。Li-Fi 本来有着非常不错的应用想象空间,但是光线无法穿透的硬伤让它很难普及。我们先来看一下 Li-Fi 的要求:1、必须是 LED 灯;2、环境对光线无遮挡;3、无法长距离传输。换成人话就是:「足不出户享受千 G 无线网,出户就断网」。

Harald 教授给出的可用场景包括:融合无线网络技术的智能灯泡;办公场所、工厂内移动设备联网,可通过屋顶的照明灯来发射 Li-Fi 信号;电磁禁用区域(雷区、加油站等)使用 Li-Fi 来保证安全;担心电磁干扰大型医疗设备的医院;禁止使用无线设备的飞机;无线信号和声波信号都很弱的水下短距通信;道路上的汽车通过车灯进行车联网通讯等。其中,在无法使用无线网络的飞机上普及 Li-FI,这一想法已经被越来越多的飞机开放 Wi-Fi 而扼杀在萌芽里。

说这么多,还是因为光线被遮挡而信号中断的问题,严重影响技术普及。PureLiFi 官网的列表中第一个应用就是「释放无线通信频谱」,已经说明了 Li-Fi 和 Wi-Fi 的关系,他们两个不是竞争关系,不会像 3G、4G、5G 网络一样存在制式之争,更多的是一种互补关系。

如果需要高速、稳定的数据传输,可以坐在灯下面使用 Li-Fi(反正设备会自动调节),但只要开始走动 Li-Fi 信号就会中断、设备自动连接 Wi-Fi,对于用户来讲没有多少影响。

2016 年年底,Wi-Fi 新标准 802.11ad 发布,最高速率可达 4.6Gbps,已有相关产品问世。之后还有 802.11 ax,最高速率 10Gbps;之后还有 802.11ay,最高速率 20-40Gbps,预计今年年会有相关产品问世。呐呐呐,这就很尴尬了。

这么看来,Li-Fi 似乎很惨,还有市场吗?其实作为一种非替代性的技术,Li-Fi 有它自己的市场定位,只是市场规模离没有 Wifi 那么大,其商业应用场景多见于 Wi-Fi 无法进入的区域,比如加油站、医院、高速路等。对于普通消费者来讲,Li-Fi 没啥用,或许等着以后星际移民的时候能用到。

TECH2IPO / 创见 Rowson 原创,首发于创见(http://tech2ipo.com/),严禁转载。

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