【導讀】LiFi系統(tǒng)是一個復雜的通信系統(tǒng)，集成了許多不同的組件/功能和軟件，如用于發(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)絡管理嵌入式軟件等。
據(jù)麥姆斯咨詢介紹，光保真（LiFi）技術是由德國物理學家Harald Haas于2011年提出的一種光學無線通信（optical wireless communication，OWC）技術。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體光源。LED以人眼無法察覺的高頻調(diào)制信號實現(xiàn)這種高速通信。
lifi技術原理
利用LED燈作為信號發(fā)射源，通過在LED燈泡中增加一個微芯片，控制燈的亮滅來編碼信息，燈亮表示"1"，燈滅表示"0"。LED燈發(fā)出肉眼察覺不到的高速明暗閃爍的編碼信息，光敏傳感器接收到這些變化，利用解碼芯片恢復出與發(fā)端一樣的數(shù)據(jù)信息，進而完成無線數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。通過這種方式，利用安裝在LED燈上的微編碼芯片可以將數(shù)據(jù)信息調(diào)制成光信號發(fā)射出去，此時經(jīng)過改裝后的LED燈相當于一個LIFI熱點。該LED燈發(fā)射的光信號類似于AP(WIFI熱點)設備發(fā)射的電磁信號。用戶通過安裝有LIFI接收設備的智能手機、筆記本電腦、平板電腦等數(shù)據(jù)終端接收并解碼該LED燈發(fā)射的光信號，實現(xiàn)上網(wǎng)功能。LiFi技術是運用已鋪設好的設備（無處不在的燈泡），只要在燈泡上植入一個微小的芯片，就能變成了類似于AP（WiFi熱點）的設備，使終端隨時能接入網(wǎng)絡。
隨著近年固態(tài)照明（SSL）技術的蓬勃發(fā)展，LED現(xiàn)在常用于燈具和許多其他照明設備，被視為LiFi系統(tǒng)的潛在數(shù)據(jù)提供者。
lifi技術優(yōu)點有哪些？
與其它OWC技術相比，LiFi具有以下優(yōu)勢：
速度：在多次演示中已實現(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)有技術可以輕松控制可見光束和強度；
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用；
密度：通過適當?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，可免費使用；
低成本：LiFi系統(tǒng)比無線電技術需要的組件更少。
LiFi相比WiFi有兩大優(yōu)勢
LiFi比WiFi厲害的地方主要在于這兩點：
第一，安全性強。WiFi的傳輸主要是利用無線電波傳輸，無線電有一個頻率，這個頻率是可以破解的。但是LiFi是利用可見光進行信息傳輸，光的成分復雜，具有波粒二象性。簡單來說，就是用光傳播的LiFi更加安全。可以避免建筑外的WiFi盜用，室內(nèi)的信息不會泄露到室外。
第二，速度快。世界上傳播速度最快的光速，LiFi是利用可見光進行信息傳輸，而WiFi是無線電傳播。因此LiFi的傳播速度比WiFi更快。
lifi技術的缺點（局限）
雖然LiFi比WiFi更安全，也更快。但是現(xiàn)在的LiFi技術依然有著種種局限。
第一，反向通信。目前LiFi技術最大的局限應該是反向通信，從LED燈泡可以發(fā)射信號到終端上，但是如何確保終端反射信號回LED燈泡并沒有得到完美解決。
第二，通信距離。雖然LiFi的速度更快，但是傳輸距離并沒有保證。現(xiàn)在WiFi的傳輸距離也是有限的。如何保證用一套LiFi設備滿足全家的LiFi需求仍然是科學家們目前急需解決的問題。
第三，干擾環(huán)境。LiFi主要依靠可見光進行數(shù)據(jù)傳輸，雖然LED燈可以將光線調(diào)制人眼看不見的范圍，但如果光線過亮也會影響LiFi的正常傳輸。當信噪比（正常電子信號與設備額外產(chǎn)生的信號之比）過小時，信息的傳輸就會失真，正常的信息傳輸將會被弱化。
現(xiàn)在的第三代LiFi產(chǎn)品如果阻斷光源，數(shù)據(jù)傳輸仍然會中斷。LiFi技術毫無疑問是一個比WiFi更優(yōu)秀的數(shù)據(jù)傳輸技術，但是由于種種局限全面普及推廣可能尚需時日。相信在不久的將來，這種數(shù)據(jù)傳輸技術將會徹底改變我們的生活。
可見光無線通信技術應用領域
許多應用可以受益于LiFi技術：航空電子設備、水下數(shù)據(jù)通信、醫(yī)療保健、汽車和運輸以及教育等。
(1)智能交通:由于夜晚沒有白天自然光的干擾，LIFI運行效果更好。將路燈作為基站，建設一個光通信網(wǎng)絡，在交通領域能發(fā)揮積極的作用。車燈作為接收器可接收光信號，并通過解碼芯片和顯示芯片將光信號還原成數(shù)據(jù)信息并通過顯示屏顯示出來。用戶通過該網(wǎng)絡可查詢交通狀況，合理的選擇交通路線，緩解交通擁堵的狀況。在交通安全方面的應用中，當前車檢測到后車跟隨距離小于5米時，可通過尾燈發(fā)出提醒保持車距的信號，后車頭燈接收到信號后，做出減速的動作。當車速過快LIFI接收設備數(shù)據(jù)解碼超過各路段的限速要求時，路燈就會向該車發(fā)出減速信號，提醒車主減速。給每個LED照明燈調(diào)制一個路標信息，對不清楚路線的車主，通過車燈的光敏接收器接收路標信息，可完成導航功能。
(2)智能家居:用戶通過自主設計的手機APP控制手機閃光燈，發(fā)出調(diào)制的光信號控制開門，可替代傳統(tǒng)的鑰匙，免去帶鑰匙的繁瑣和丟鑰匙的風險。將家里天花板上的照明燈改裝成可180度視角發(fā)射光信號的LIFI熱點，設置一個多功能開關用于控制該光源。在各電器上安裝LIFI接收設備，通過多功能開關可控制各電器的通斷和運行。
(3)智能定位:由于目前的通信網(wǎng)絡采用電磁波傳輸信號，在一些電磁波無法傳播的場所如礦井中無法實現(xiàn)通信，當發(fā)生礦難時，礦井中的礦工因無法與外界通信而失去聯(lián)系，加大了營救難度和傷亡程度。LIFI技術的出現(xiàn)能有效監(jiān)測和定位礦工的位置。在每位礦工頭盔上配置的LED照明燈調(diào)制一個獨一無二的代碼，作為身份標識。通過隧道照明燈搭建的網(wǎng)絡，可將身份信息傳至井外，實現(xiàn)與外界的通信。
從本質(zhì)上講，LiFi有助于解決眾多應用中的特定問題：例如，通過使用光纖代替銅線纜減少飛機的重量，或消除醫(yī)院中電磁干擾的風險。更廣泛來說，LiFi還可以為通信網(wǎng)絡提供額外的帶寬容量（技術可實現(xiàn)時）。
以上就是lifi技術原理、優(yōu)缺點、應用領域的相關知識介紹，關于在此背景下，技術/系統(tǒng)集成將成為LiFi發(fā)展的關鍵，但需要了解的是，組件/功能的選擇（例如LiFi系統(tǒng)設計）在LiFi系統(tǒng)性能中也扮演著重要作用。
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