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5G线路板之面世十载,LiFi的春天何时到来?

2021年07月21日14:11 

十年前的7月,英国爱丁堡大学教授Harald Haas在一次Ted演讲上正式提出了LiFi这一概念。LiFi是一种不同于Wi-Fi的可见光无线通信技术,可借助普通的电灯泡来提供互联网连接。
5G线路板厂了解,虽然LiFi的本意是打造一个用可见光、紫外光和红外光来传输的光通信系统,但当前的应用和研究主要专注在LED灯可见光的数据传输。LiFi和Wi-Fi差别最大的地方在于后者采用无线电,通过天线来传输数据,而前者则采用光线,通过调节光线频率来传输数据。
LiFi技术可以借助已有的LED设备,在灯泡上植入一个小小的芯片或模组,使其变成一个LiFi AP,这样LiFi AP接入网络后,其他支持LiFi的设备就能在范围内接入网络。LiFi是通过调节光线频率来传播数据的,但这种调节下灯泡闪烁速度极快,可达每秒百万次以上,而且不会影响灯光强度,因此人眼根本察觉不到闪烁和灯光变化,但LiFi设备上光电二极管这样的光敏传感器却能感受到其变化。
但光线传输也带来了范围的挑战,与无线电信号不同,光线是无法穿过障碍物的。虽然经过墙面反射的光线依然可以传输数据,甚至能保证到70Mbit/s的速度,但穿过墙体这样的操作就并非LiFi可以轻易实现的了。


谈完了传输问题,那么LiFi的速度如何呢?5G线路板厂了解,LiFi的理论速度高达224Gbps,要知道目前Wi-Fi 6E也只有9.6Gbps的速度。不仅如此,LiFi通过光线传输可以避免干扰,做到高质量、低时延的网络传输。虽然这只是实验室环境下测出来的理论数据,实际应用中只能发挥部分实力,但与Wi-Fi比也称得上是飞速了。要知道,可见光的频谱带宽是无线电带宽的万倍,却并没有得到充分利用。
然而可见光的通信方式并没有给LiFi带来广阔的应用,反而限制了它的使用场景。Wi-Fi的普及在于它的适用性,90%以上的网络环境都可以采用Wi-Fi这种数据传输方式。唯一不适用的只有无线网络搭建困难,或是对无线电信号敏感的环境,比如飞机、医院、太空和军事应用等。


由于非无线电传输,也不需要考虑EMC等设计要素,既不会在飞机和医院这样的场景下影响和干扰信号,也不会在军事场景中出现信号窃取的情况。
虽说LiFi有一定局限性,但这也避免不了业界的尝试,目前仍在坚持做LiFi的公司并不多,比较冒尖的要算英国的pureLiFi公司。pureLiFi的创办者之一正是提出LiFi概念的Harald Haas教授。
pureLiFi在2018年推出了LiFi-XC套件,将以太网接入LiFi AP,改装已有的LED照明网络,然后借助附带的USB LiFi Dongle,就可以让电脑接入LiFi网

不过,其下载和上传速率都只有43mbps,甚至无法与2.4GHz的Wi-Fi网络比肩

5G线路板厂了解,2021年4月27日,美国驻欧和驻非军队投资420万美元,与pureLiFi打造了一套基于LiFi的无线通信系统,名为KiteFin。KiteFin也是全球首个大规模部署的LiFi系统,将数千个LiFi单元部署在战略环境下。借助LiFi自定义的通讯传输范围,美国军队消除了数据泄露这样的安全隐患,又不存在被干扰的可能,而且LiFi现场部署迅速,节省了建立通讯的时间。

pureLiFi还在近日发布了一个LiFi应用与手机的视频,展示了两台支持LiFi的手机文件分享、屏幕分享的速度和质量。这次展示中用到的两台手机并非定制机,而是套上了LiFi手机壳的手机,借助手机壳上的光电传感器来传输和接收LiFi信号。联想去年OPPO的LiFi手机专利,而且OPPO和三星都是可见光通讯联盟的成员,未来LiFi很有可能从手机壳这样的外置方式到集成进手机里的内置方式。

当前无线电频段越来越拥堵,不仅需要跟各种无线协议抢,还要避免互相之间的干扰,而且在监管下,运营商还要花大价钱购买频段,比如报道就称美国AT&T公司寻求贷款140亿美元购买5G频段。
LiFi的存在更像是对Wi-Fi传输场景的补全,毕竟非无线电是它最大的优势。从问世的这十年以来,不少LiFi公司都已经倒下,或是再无进展。LiFi若是想冲击消费端的话,必须找到与Wi-Fi、5G等无线传输共存的方式,否则只能被市场淘汰。


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