浅谈LiFi技术及其应用与进展
陈圆 指导教师：鲍宁海
摘要：WiFi技术已经愈来愈普及，只是抱怨无线信号不稳固、上网速度慢、WiFi热点太少的人也愈来愈多。此刻，有一项新技术LiFi，可能会让这些问题取得解决。简单地介绍了LiFi的含义，详细说明LiFi的特点及技术优势，并将其与WiFi技术作了比较最后对LiFi的应用和以后进行讨论。
关键字：LiFi ；优势；进展；光通信；无线可见光通信；WiFi补充
0 引言
近些年来，无线通信慢慢变成了像水和电一样的大体生活必需品，人们天天都用它交流，学习，工作等，无线通信几乎参透入人们生活的每一个角落。无线通信要紧应用电磁波的理论，从容量上说，电磁波有其局限性，它的频谱资源稀少而昂贵，如此局限性使其不能知足日趋增加的对数据传输字节或数据。从能效上说，全世界有上千上万个基站，它们的无线通信重要组成部份，但其消耗的能源有很多于70%是用来冷却基站的，大部份能耗浪费在大气中，只有一小部份的能耗为咱们提供了通信效劳。于是，LiFi技术很有可能成为解决容量和能耗的问题，作为无线通信中的重要组成部份。它也有可能与WiFi竞争，成为人们接入互联网的通路。
1 LiFi的概念
可见光无线通信（称为LiFi——LightFidelity）是利用快速的光脉冲无线传输信息，此刻它可能已预备好与WiFi展开竞争。依照不同速度在光中编码信息完全可行，例如LED开表示1，关表示0，通过快速开关就能够传输信息。由于LED的发光强度，人眼可不能注意到光的快速转变。LiFi技术目前还处在于实验室时期，由Haas和他爱丁堡大学的团队发明的一项专利技术。电灯泡一直以来被视作发明家梦寐以求的灵感闪现的象征。与光纤通信拥有一样的优势，高带宽，高速度，不同的是LiFi是使光传播在咱们周围的环境中，自然光能抵达的任何地址，就有LiFi的信号。LiFi技术是运用已铺设好的设备（无处不在的灯泡），只要在灯泡上植入一个微小的芯片，就能够变成了类似于AP（WiFi热点）的设备，是终端随时能接入网络。这有点像欧洲昔时发明ADSL技术一样，也是已有的设备上，充分利用频带资源，才使得此刻网上冲浪成为一般家庭生活的一部份。
图一LiFi技术相关于当前技术的位置。 有线 无线
图一
光 光纤通信 LiFi 电磁波 电缆通信 WiFi/GSM/CDMA 1 LiFi的技术优势
LiFi的技术优势要紧在于
（1）建设便利。灯泡这种设备在早百连年前被人类发明，并在这百连年来灯泡的技术愈来愈发达。人们能够利用已经铺设好的电灯设备电路，在需要接入网络的地址植入一个芯片即可。例如高速公路上的路灯（如图二），人们在高速行驶的车上能轻易的接收到路灯传来的信号。
图二 路灯
（2）高带宽，高速度。如图三所示，可见光的频谱带宽是目前电磁波带宽的10000倍。目前据报导，实验室测试最高速度可达1Gbps。这关于人们对速度的要求是
个可喜的数据，人们能够随时随地的享受高速带来的体验。
图三 可见光的频宽是无线电的10000倍
（3）绿色，低能耗。人们无时无刻都处在“光”这环境中，乃至能够说是光制造了人类，可见光关于人类来讲是绿色的，无辐射损害的一种物质。因此用光来作为无线通信的媒质，是一种对人类进展更健康，更可取的方向。同时用光来通信能减低能耗，因为不需要想基站那样提供额外的能耗。就算是在白天，只要把作为“热点”的灯的亮度降低人眼所觉察不到的程度即可，在夜晚的时候能够作为数据传输和照明的作用。
（4）平安。关于电磁波来讲，其能够穿透物体进行传播，从平安角度上看，这可能会被截取而泄露信息。但关于LiFi来讲，可见光只能延直线传播，可不能穿透墙体的物体。数据只往人们所设定的方向传播，只有利于信息的平安性。
3 LiFi与WiFi技术的比较
WiFi功能是所有手持设备用户的心头之好。数据显示，2020年，全世界4.39亿家庭用户利用WiFi，通过WiFi认证的产品发货量超过了20亿部。 只是，由于每一个月全世界50亿电话传输的高达6拍字节(1拍等于10亿兆)的数据，致使无线局域网和无线通信网络的无线电频率所剩无几。作为无线数据传输的最要紧技术，WiFi利用了射频信号。但是，无线电波在整个电磁频谱中仅占很小的一部份。而随着用户对无线互联网需求的增加，可用的射频频谱正愈来愈少。这直接致使愈来愈多的人抱怨无线信号不稳、网速太慢、常常掉线等。就没有东西能弄定那个难题吗？
Herald Haas教授终于找到了替代技术：利用灯泡发出的光传输数据。他在一般灯泡中植入电子装置，利用光线强度发生的微弱转变传输数据。这种用光波取代无线电波传输数据的新技术叫做LiFi(光保真)技术。将可见光用于LiFi，要调制其输出以使其携带信息，就像WiFi路由器一样。
只是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该被高估。他表示：“一个明显的问题是，可见光无法穿透物体，因此若是接收器被阻挡，那么信号将被切断。”
英国华威大学工程学院助理教授Mark Leeson也持相同观点。他提出：“问题在于，咱们的电话如何利用可见光来通信？”
Haas表示，这是两个现实问题，但他也有简单的临时解决方式。“若是光信号被阻挡，而你需要利用设备发送信息，你能够无缝地切换至射频信号。”他以为，可见光通信并非是WiFi的竞争对手，而是一种彼此补充的技术，这将有助于释放频谱空间。
4 LiFi的应用与进展
浅谈LiFi技术及其应用与进展
