Li-Fi技术让LED灯泡变成无线网络发射器
来源: 中国半导体照明网
Li-Fi是一种全新的无线数据传输技术，是Light Fidelity的缩写，由德国物理学家哈拉尔德·哈斯(Herald Haas)所研发。它通过改变房间照明光线的闪烁频率进行数据传输，每秒传输的数据超过10Mb，与典型的宽带连接不相上下。也即是说用户打开房间电灯的同时，也接入了互联网。利用空间广泛：医院、机场、军队甚至是水下。
原理
一直以来，在一个人的头顶上画一个点亮的灯泡被用来象征一个发明家的灵光乍现， 但是，德国物理学家哈斯(Haas)被灯泡本身引导出了奇思妙想。哈斯和他在英国爱丁堡大学的团队发明了一种新的专利技术，利用闪烁的灯光来传输数字信息，这个过程被称为可见光通讯(VLC)。人们常把这个技术亲切地称为“Li-Fi”，以示它给以Wifi为代表的无线网络传输技术可能带来革命性的改变。
Li-fi基本原理是利用光的明暗来编码信息。光源采用一种新时代的高亮度发光二极管(LED)，LED亮了，就表示1，灭了就表示0。哈斯声称通过在任何不起眼的LED灯泡中增加一个微芯片，可以控制它每秒数百万次闪烁，由于频率太快，人眼根本不会察觉到，但是光敏传感器可以接收到这些变化。就这样，二进制的数据就被快速地编码成灯光信号并进行了有效的传输。哈斯解释说：这就像是一个用火炬发送的莫尔斯码，但却是用更快的速度和计算机能够理解的数据字母。
这种技术意味着，只要你有一个灯泡——全球有估计140亿个——你就可以接入无线网络。在实际中，这代表着任何路灯也是可以作为一个网络基站的。但是VLC或Li-Fi不仅仅只是提高互联网的可访问性。
研发
无线电波数据传输方式效率不高，借助于手机，当前采取的无线数据传输方式是效率低下的电磁波，尤其是无线电波。无线电波存在很多局限性，它们较为稀有、成本昂贵并且只有确定的波段。这些局限性使其无法跟上无线数据的步伐，让效率成为一种不可能。光是电磁波频谱的一部分，将其用于无线通讯应该是一个很棒的做法。
可见光谱的空间是无线电波的1万倍，使其成为可使用的最理想的波段。在一次演讲中，哈斯展示了一盏使用LED灯的桌灯，能够向桌子下面的接收器传输数据。只要将手放入光束中，视频信号便会传输给身后的屏幕，一旦阻隔信号，便会停止播放。
优点
无线电信号传输设备存在很多局限性，它们稀有、昂贵，但是效率不高，比如手机，有140万个基站负责增强信号，但大部分能量都用在冷却上，效率只有5%。相比之下，全世界使用的灯泡却有400亿个，因此拥有更高的效率。只要将传统白炽灯换成LED灯，便可让灯泡变成无线网络发射器。
另一方面，无线电本身只有确定的波段，而且只占电磁频谱的一小部分。对于Wi-Fi来说，将来随着无线连接端口的需求增加，可用的带宽将会越来越少。这问题在有无线接入的咖啡馆是很明显的——坐着眼睁睁看着越来越多的人将他们的设备连接到网络上，你的网页浏览速度形同蜗牛。对于手机网络也面临同样的困境，3G移动网络依赖于日益拥挤的约140万蜂窝无线电桅杆系统，同时，我们通过移动设备发送的字节数每年是翻一倍的——网络设备巨头思科系统公司的一份报告中说道。
针对这些问题，Li-Fi技术是一个有效的解决方案。可见光谱比无线电频谱大10000倍，另外可见光光谱是未使用的，它不受监管，这意味着更大的带宽和更高的速度——使用LI-FI的传输速率可以高达1Gbps——大大减少了下载高清电影的时间。另外，不像无线电需要大型密集型能源阵列——VLC几乎不需要任何新的基础设施。
另外，Haas指出，Li-Fi技术带来了极高的安全性，因为可见光只能沿直线传播，因此只有处在光线传播直线上的人才有可能截获信息。
缺点
不过这一技术也有着自身的局限。雅典Harokopio大学信息学讲师Thomas Kamalakis推荐了Haas的技术，但也表示该技术的潜力不应被高估。他表示：“一个明显的问题是，可见光无法穿透物体，因此如果接收器被阻挡，那么信号将被切断。” 英国华威大学工程学院助理教授Mark Leeson也持相同看法,他提出：“问题在于，我们的手机如何使用可见光来通信?”
Haas表示，这是两个现实问题，但他也有简单的临时解决方法。“如果光信号被阻挡，而你需要使用设备发送信息，你可以无缝地切换至射频信号。”他认为，可见光通信并不是WiFi的竞争对手，而是一种相互补充的技术，这将有助于释放频谱空间。他表示：“我们仍需要WiFi，需要射频通信系统。你无法使用电灯泡向快速移动的物体发送数据，或是向树、墙和障碍物背后的物体发送数据。”
应用
可见光通信将比WiFi廉价得多，它使用光而不是无线电波传输信号，从理论上说，飞机乘客能够利用机舱内发出的光信号上网冲浪。任何有光的地方都是潜在数据传输源。这项技术的应用前景超乎我们想象，我们要做的就是为所有潜在照明装置安装微芯片，将照明与数据传输联系在一起，解决我们面临的无线通讯问题。
例如：通过飞机座舱——不允许开启其他无线电设备——开船舱灯，这将改变你的旅程趣味性，它也可以提高水下工作——如石油钻井平台下的人——无线电波无法穿越的条件下。利用该技术，LED汽车灯甚至可以提醒其他车辆不要靠的太近。
复旦大学计算机科学技术学院发布消息称，已研究出一种利用屋内可见光传输网络信号的短距离通讯技术LiFi(LightFidelity，可见光通信)。研究人员将网络信号接入一盏1W的LED灯珠，灯光下的4台电脑即可上网，最高速率可达3.25G，平均上网速率达到150M，堪称世界最快的“灯光上网”。
