LIFI技術在互聯網+時代的應用

LIFI技術概念是英國哈斯教授于2011年在TED (全球科技娛樂設計）大會上提出的， 並于2012年成功實現了光傳輸資料的初步應用。 日本， 歐 洲 ， 美國極為重視可見光通信的研發， 已提出將該技術應用于交通安全、水下通信探測、室內暢速上網的設想， 並投入了大量研究資源， 目前已取得一定成果。 三星利用LCD平面顯示器做可見光通信實驗， 該顯示器搭載了LED背光。 西門子的可見光通信速度能達到500M ， 卡西歐研發了兩部智慧手機能使用可見光進行通信。 國內也加大對可見光通信技術的研究力度 ， 復旦大學研究人員自主開發了高階調製和通道均衡演算法 ，

將網路信號接入一盞1W的LED燈珠 ， 燈光下的4台電腦即可上網， 最高速率可達3.25G ， 平均上網速率達到150M/s。

LIFI技術工作原理

可見光無線通訊技術（Light Fidelity, IJP I) 又稱可見光保真技術， 是以可見光為傳輸載體完成無線資料傳輸的一 種技術。

LIFI工作原理：利用LED燈作為信號發射源 ， 通過在LED燈泡中增加一個微晶片， 控制燈的亮滅來編碼資訊 ， 燈亮表示 “1” ， 燈滅表示 “0” 。 LED燈發出肉眼察覺不到的高速明暗閃爍的編碼資訊， 光敏感測器接收到這些變化， 利用解碼晶片恢復出與發端一樣的資料資訊， 進而完成無線資料的發送與接收。 通過這種方式， 利用安裝在LED燈上的微編碼晶片可以將資料資訊調製成光信號發射出去， 此時經過改裝後的LED燈相當於 一 個LIFI熱點。 該LED燈發射的光信號類似於 AP( WIFI熱點）設備發射的電磁信號 。 使用者通過安裝有LIFI接收設備的智慧手機、筆記型電腦、平板電腦等資料終端接收並解碼該LED燈發射的光信號， 實現上網功能。

LIFI技術與WIFI技術的區別

LIFI與WIFI本質的區別是傳輸載體的不同 ，

LIFI借助可見光譜如LED燈光發出高速的光脈衝來傳輸無線資料 ， 而W IFI的傳輸載體則是電磁波。 LIFI與W IFI的差異可通過以下幾個方面為說明。

( 1 ) 頻譜資源：因WIFI的傳輸載體是電磁波， 且只能使用ISM頻段 。 此頻段無需授權許可， 但要求發射功率低於1w且各頻段互不干擾獨立運行。 主要應用於醫學、工業、科學三個主要機構。 世界各國根據各自特點和要求， 均保留有一些無線頻段作為ISM頻 段 ， 因此ISM頻段規定在各國可能並不完全相同 。 在歐洲900MHz的頻段有部份用於GSM通信 ， 目前只有2.4GHz為各國共同的ISM頻段 。 隨著WIFI用戶數量和需求的增加 ， 已經出現頻譜資源緊張、速度減慢的問題 。 而LIFI運用的可見光頻譜 ， 其寬度是無線電頻譜的1萬倍 ， 能大幅度提高資料傳輸速度，

無需頻譜認證， 頻譜資源豐富 。 理論上LIFI的最高速度有望達到3T bps， 而WIFI最高速度只有7Gbps。 LIFI穩定高速的傳播速度能讓使用者體驗以幾百毫秒級的時間下載以百GB為單位的高清電影。

( 2 ) 通信場所：利用LIFI在應用時不會和其它無線電發生電磁千擾的優勢 ， 可以應用在飛機、軍事基地及醫院內的重要設備間等需要考慮電磁相容問題的場合。 可見光通信也能解決無線電波無法傳播的水下和礦井等場所的通信問題。 LIFI相容照明和通信， 在網線無法遍佈的偏遠地區可以利用照明設備上網。 W IFI因熱點少， 在某些場所無線電無法傳播， 且通信時容易產生電磁干擾， 故無法應用於上述區域。

( 3 ) 設備能耗：WIFI設備在運行時大量能量被消耗在發熱上，

出現發熱量大、能量轉換率低的問題， 為保證正常通信， 需引入冷卻設備。 由於LIFI—般採用的是LED冷光源， 運行時產生的熱量極低 ， 不需要冷卻設備。 通常 ， 為擴大使用WIFI的覆蓋範圍需要建立大量的基站， 這些基站不但需要花費大量的資金， 在運行時還會消耗大量的能源， 產生對人體有影響的電磁輻射。 LIFI技術以作用相當於微型基站的LED燈作為光源， 該光源遍佈範圍極廣， 且無電磁輻射傷害。

( 4 ) 安全性能：LIFI使用的傳輸載體光沿直線傳播， 無法穿牆傳輸資訊 。 採用沒有重疊也不會產生干擾的上行通道和下行通道獨立傳輸光信號， 保證資訊安全傳輸， 避免了WIFI網路上出現的蹭網和駭客攻擊問題。

LIFI技術在互聯網+的應用

( 1 ) 智慧交通：由於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，建設一個光通信網路，在交通領域能發揮積極的作用。車燈作為接收器可接收光信號，並通過解碼晶片和顯示晶片將光信號還原成資料資訊並通過顯示幕顯示出來。使用者通過該網路可查詢交通狀況，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 ，當前車檢測到後車跟隨距離小於5米時 ，可通過尾燈發出提醒保持車距的信號，後車頭燈接收到信號後，做出減速的動作。當車速過快LIFI接收設備資料解碼超過各路段的限速要求時，路燈就會向該車發出減速信號 ，提醒車主減速。給每個LED照明燈調製一個路標資訊，對不清楚路線的車主，通過車燈的光敏接收器接收路標資訊，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，發出調製的光信號控制開門，可替代傳統的鑰匙，免去帶鑰匙的繁瑣和丟鑰匙的風險。將家裡天花板上的照明燈改裝成可 180度視角發射光信號的LIFI熱 點 ，設置一個多功能開關用於控制該光源。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：由於目前的通信網路採用電磁波傳輸信號，在一些電磁波無法傳播的場所如礦井中無法實現通信，當發生礦難時 ，礦井中的礦工因無法與外界通信而失去聯繫 ，加大了營救難度和傷亡程度 。LIFI技術的出現能有效監測和定位礦工的位置 。在每位元礦工頭盔上配置的LED照明燈調製一個獨一無二的代碼 ，作為身份標識 。通過隧道照明燈搭建 的網路 ，可將身份資訊傳至井外 ，實現與外界的通信。

通過以上分析，LIFI相較於WIFI有著絕對優勢，可運用到WIFI無法觸及的特殊場所和行業，在互聯網+時代有著深遠的發展前景，它將為人類創造一個更加便捷、安全、節能的網路世界。

LIFI技術在互聯網+的應用

( 1 ) 智慧交通：由於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，建設一個光通信網路，在交通領域能發揮積極的作用。車燈作為接收器可接收光信號，並通過解碼晶片和顯示晶片將光信號還原成資料資訊並通過顯示幕顯示出來。使用者通過該網路可查詢交通狀況，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 ，當前車檢測到後車跟隨距離小於5米時 ，可通過尾燈發出提醒保持車距的信號，後車頭燈接收到信號後，做出減速的動作。當車速過快LIFI接收設備資料解碼超過各路段的限速要求時，路燈就會向該車發出減速信號 ，提醒車主減速。給每個LED照明燈調製一個路標資訊，對不清楚路線的車主，通過車燈的光敏接收器接收路標資訊，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，發出調製的光信號控制開門，可替代傳統的鑰匙，免去帶鑰匙的繁瑣和丟鑰匙的風險。將家裡天花板上的照明燈改裝成可 180度視角發射光信號的LIFI熱 點 ，設置一個多功能開關用於控制該光源。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：由於目前的通信網路採用電磁波傳輸信號，在一些電磁波無法傳播的場所如礦井中無法實現通信，當發生礦難時 ，礦井中的礦工因無法與外界通信而失去聯繫 ，加大了營救難度和傷亡程度 。LIFI技術的出現能有效監測和定位礦工的位置 。在每位元礦工頭盔上配置的LED照明燈調製一個獨一無二的代碼 ，作為身份標識 。通過隧道照明燈搭建 的網路 ，可將身份資訊傳至井外 ，實現與外界的通信。

通過以上分析，LIFI相較於WIFI有著絕對優勢，可運用到WIFI無法觸及的特殊場所和行業，在互聯網+時代有著深遠的發展前景，它將為人類創造一個更加便捷、安全、節能的網路世界。