LiFi無線速率可達100Gbps,但跟想象的有點不一樣


1997 年,艾登堡大學的 Harald Haas 教授發明了一項新的技術。就目前的實驗室數據來看,這種通過光線來傳輸數據的無線通信技術,比我們常見的 Wi-Fi 技術快 100 倍,實驗室最高極限數值達到 224Gbps。

什麼是 Li-Fi,全名 Light Fidelity,「光保真技術」,它只是得一種利用快速的光脈衝來無線傳輸數據的技術。通過在燈泡上安裝一個小的芯片,就可以讓 LED 燈發出不同速率的光線,而且可以控制其快速開關,這一「開關開關」的動作就相當於計算機處理的二進制數據「0」和「1」。微芯片控制的開關速率極快,肉眼根本無法看到其變化,所以可以用來做高質量、高速率的無線通訊使用。2013 年的時候,單色 LED Li-Fi 信號的傳輸速率已經可以達到 1.6Gb/s,即最高下載速度每秒 200M,最新的數據顯示速度已經可以達到 10Gb/s。艾登堡大學的研究人員還發現,如果用高能量和高光效率的激光二極管來替代 LED,傳輸速率能提高 10 倍,實驗室試驗結果可達 100Gb/s。但是,激光二極管貴死了。


優點很多但有一個致命缺點

上面提到的都是在實驗室的成果,並未涉及到商用。雖然在學術研究範圍內我們可以設想未來的商業前景,但是究竟能不能商用還得去做實地嘗試和調研。2012 年,Harald 教授成立了 PureLiFi 公司,開始研究這一可見光無線通訊技術的商業化問題。只需要給他們加個小芯片就能變成無線 AP,看似可以為世界帶來無線網的好概念,但是 Li-Fi 的商業化之路卻異常艱難。

2014 年,PureLiFI 終於做出了第一個樣品,通過外接的光敏接收器來接受 Li-Fi 信號,能夠流暢的在視頻網站看視頻,而信號的來源就是頭頂上的燈泡。2016 年樣品的速率可以達到 42Mbps(上行下行同步速率),與實驗室結果差很遠。

這一樣品還給我們帶來了小驚喜,因為它比 Wi-Fi 要安全的多。通過調節光線強度和照射範圍,其他人是無法連接這一無線網的,只有在光線範圍內才能收到信號。但這也將成為制約 Li-Fi 商業化普及的最大障礙。

早在商業化之前,Harald 教授就希望世界上所有的路燈都能成為互聯網接入點。因為到目前為止世界世界上有上百億燈泡,這些燈泡經過改裝就可以變成高速無線網絡,下載速率可以高達 1Gbps。

而且 Li-Fi 採用的光頻譜而不是無線電波,目前全世界範圍內都沒有對光頻譜進行監管,不會佔用已經擁擠不堪的無線電波頻譜,也不會出現頻譜審批的問題。


PureLiFi 官網的技術對比,我們發現 Li-Fi 的優勢就目前來講並不大


又快、又不需要鋪設新的基站而且還可以規避監管制度,那豈不是新一代的通訊神器?話雖如此,但是 Li-FI 也有着致命的缺點:光無法穿過物體,而無線電波可以穿過物體(部分)。光線也無法在我們的日常環境中進行折射,這就導致只要有東西擋着接收設備,Li-Fi 信號就會中斷。無線電波則可以穿過一些物體,比如紙板、木板,還可以在一定範圍內進行折射,通過多次折射,無線信號總能達到接收設備。



Harald 教授對於這種質疑,他的態度是:「Li-Fi 和 Wi-FI 不是競爭關係,而是技術互補,可以充分地利用頻譜空間。當 Li-Fi 信號被阻擋的時候,設備可以切換到 Wi-Fi 或者 3/4G 網絡。」

除了遮擋之外,LED 光源也將直接影響傳輸速率。





最理想的使用環境是?

一白遮百醜,一醜毀所有。Li-Fi 本來有着非常不錯的應用想象空間,但是光線無法穿透的硬傷讓它很難普及。我們先來看一下 Li-Fi 的要求:1、必須是 LED 燈;2、環境對光線無遮擋;3、無法長距離傳輸。換成人話就是:「足不出户享受千 G 無線網,出户就斷網」。

Harald 教授給出的可用場景包括:融合無線網絡技術的智能燈泡;辦公場所、工廠內移動設備聯網,可通過屋頂的照明燈來發射 Li-Fi 信號;電磁禁用區域(雷區、加油站等)使用 Li-Fi 來保證安全;擔心電磁干擾大型醫療設備的醫院;禁止使用無線設備的飛機;無線信號和聲波信號都很弱的水下短距通信;道路上的汽車通過車燈進行車聯網通訊等。其中,在無法使用無線網絡的飛機上普及 Li-FI,這一想法已經被越來越多的飛機開放 Wi-Fi 而扼殺在萌芽裏。

説這麼多,還是因為光線被遮擋而信號中斷的問題,嚴重影響技術普及。PureLiFi 官網的列表中第一個應用就是「釋放無線通信頻譜」,已經説明了 Li-Fi 和 Wi-Fi 的關係,他們兩個不是競爭關係,不會像 3G、4G、5G 網絡一樣存在制式之爭,更多的是一種互補關係。





如果需要高速、穩定的數據傳輸,可以坐在燈下面使用 Li-Fi(反正設備會自動調節),但只要開始走動 Li-Fi 信號就會中斷、設備自動連接 Wi-Fi,對於用户來講沒有多少影響。

2016 年年底,Wi-Fi 新標準 802.11ad 發佈,最高速率可達 4.6Gbps,已有相關產品問世。之後還有 802.11 ax,最高速率 10Gbps;之後還有 802.11ay,最高速率 20-40Gbps,預計今年年會有相關產品問世。吶吶吶,這就很尷尬了。

這麼看來,Li-Fi 似乎很慘,還有市場嗎?其實作為一種非替代性的技術,Li-Fi 有它自己的市場定位,只是市場規模離沒有 Wifi 那麼大,其商業應用場景多見於 Wi-Fi 無法進入的區域,比如加油站、醫院、高速路等。對於普通消費者來講,Li-Fi 沒啥用,或許等着以後星際移民的時候能用到。

TECH2IPO / 創見 Rowson 原創,首發於創見(http://tech2ipo.com/),嚴禁轉載。


資料來源:TECH2IPO

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