號稱“比WiFi快100倍”的這項連接技術，到底是真的黑科技還是點歪了科技樹？

隨著5G的身影出現在地平線上，“萬物互聯”的世界即將到來。5G可以完成物聯網的大部分工作，但是仍有小部分——比如家庭等小空間的室內場景——依靠固定寬帶基礎上的連接技術比較好。

在消費物聯網的技術標準上，近年來有2大技術最為火熱，分別是WiFi和ZigBee，還有藍牙可作為補充技術。大體而言，WiFi適用於內容-分發;ZigBee適用於智能家居的Sentroller網絡;藍牙則適用於連接個人局域網絡以及可穿戴式設備。從過去幾年的發展路徑看，未來的物聯網領域可能就是這3種技術三分天下。

不過，近期的一則新聞掀起了新波瀾。

PureLiFi CEO班納姆(Alistair Banham)在今年的MWC上透露，LiFi技術已經到了大規模部署的時候。在去年的同場展會上，他們第1次展示通過插入式Lifi模塊為智能手機提供網絡連接的案例，到了今年，“我們的數據吞吐量從43MB/s(約5Mbps)提高到了1Gbps，我們的光學組件也大大減少了，而且這是在現場充滿電磁干擾的環境下。”

他說：“我們現在有了合適的組件、合適的規模和合適的成本，可以與大型原始設備製造商就LiFi在其路線圖上的整合進行討論……LiFi的市場正在成型。”

那麼問題來了——

什麼是LiFi?

根據維基百科的定義，LiFi即是light fidelity的簡寫，也就是“光保真”技術，這是一種利用可見光波譜(如燈泡發出的光)進行數據傳輸的全新無線傳輸技術。2011年，英國愛丁堡大學電子通信學院移動通信系主席、德國物理學家哈斯(HaraldHass)教授首次在全球TED大會上提出了這一技術的概念。

目前的室內傳輸主要依靠WiFi，但是WiFi利用的是射頻信號，在整個電磁頻譜中僅佔很小的一部分，隨著用戶對無線互聯網需求的增長，可用的射頻頻譜正越來越少。在一些人多的場景，網速會飛速下降。根據思科的數據，每年通過移動設備發送的信息量都在翻番，很快頻譜資源就會不夠用，人們急需補充技術甚至是替代品。

在哈斯的設想中，可見光是傳統無線電波的天然替代品。

這項技術的原理是用LED燈原本就具有的高速閃爍特性進行數據編碼，發射光脈衝。根據不同速率在光中編碼信息完全可行，例如，用LED的開表示1，關表示0，通過快速開關就能傳輸信息。由於LED的發光強度，以及閃爍頻率達到每秒數百萬次，人眼不會注意到光的快速變化。

然後，光被光敏探測器接收，並以電子形式解調，再將其轉換回數據流，使其可用於視頻、音頻和其他網絡任務。

哈斯表示：“這就像通過火炬發送摩爾斯電碼，但速度更快，並使用了計算機能理解的字母表。”

這樣，無需大規模重新鋪設基礎設施，只要為世界上已經存在數百億個燈泡裝上芯片，就能創造一個覆蓋全球的網絡。簡單來說，只要頭頂上有燈光，理論上無論是傳輸數據信息、上網，還是進行語音、視頻通話，亦或是調節物聯網設備的開關。

總體來看，這項技術屬於“可見光通信(VLC)”的一種。最早進入這個領域的是日本。早在2000年左右，日本名校慶應大學和索尼合作，率先開啟了對無線LED可見光高速傳輸的研究，慶應大學團隊很快完成了初期的基礎理論研究，讓VLC進入了商用和民用化階段。

日本先是在2008年，於九十九里海灘進行了利用燈塔LED作為VLC試驗，通訊距離為2千米，最大通訊速率約為1kbps，還很慢。1年後，日本展出了應用VLC技術的數字廣告牌，該廣告牌利用其背光LED傳輸數據，使用者可以根據需要下載信息。2010年，日本以圖像傳感器為接收機、以LED交通燈為發射機的通訊試驗取得成果，在通訊距離300米的情況下，傳輸速率可達4800kbps。

同一時期，歐盟也在2008年開始了對相關技術的研究，集結了法國、德國、意大利等21個國家開展了“OMEGA項目”，主要針對超高速家庭接入網進行研究，VLC是其中焦點;同年，美國自然基金會資助開展了“智能照明”項目，主要進行VLC研究。

近年來，我國後來居上，根據2015年的相關報道，我國“可見光通信系統關鍵技術研究”取得了重大突破，實時通信速率已經可以達到50Gbps。

LiFi和WiFi

目前，LiFi相較WiFi，在頻譜資源、傳輸速度、便利性、安全性以及對人體的影響上都有優勢。

頻譜資源

LiFi利用的是可見光波，因此整個可見光譜都是LiFi可利用的頻譜範圍，範圍達999310000MHz;對應地，WiFi能使用的頻譜只有655MHz。這意味著，在Li-Fi網絡裡，單個數據信道的帶寬可以做得很大，也可以容納更多的信道做並行傳輸，從而讓整個傳輸速度大幅提升。

傳輸速率

根據802.11ac協議，在80MHz頻道上，WiFi的最高傳輸速率可以達到1.3Gbps，而在最新的WiFi 6協議中，在5GHz頻段上，理論上可以實現10Gbps的傳輸速度;而在LiFi這邊，通過紅外線傳輸的速率僅為1kbps，但通過可將頻段，傳輸速率可達1Gbps，且理論上最大速率可達224Gbps。這就是媒體宣傳“比WiFi快100倍”的由來。

安全性

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，光的成分複雜，具有波粒二象性。簡單來說，就是用光傳播的LiFi更加安全。可以避免建築外的WiFi盜用，室內的信息不會洩露到室外。

因為LiFi的這一優勢，法國一些核電站和工業基地已經被LiFi技術吸引。目前法國在核電站裡禁止使用WiFi，即使是在法國電力集團公司辦公樓內部和發電站裡也很少使用WiFi，就是為了怕被黑客入侵。

便利性

不依靠無線電波，不會產生電磁干擾。因此，想在飛機上連接互聯網就不必屏蔽電子設備了，這可謂是一個重大利好消息。此外，前面提到，LiFi技術的原理與摩爾斯電碼相似，在偏遠地區能比WiFi更方便地連接。因此LiFi能應用到一些意想不到的地方，譬如煤礦，煤礦工人可以利用Lifi使用地理定位系統、打電話或者上網。

人體安全

對於電磁波過敏症患者而言，LiFi可謂是福音，因為它不會產生電磁波影響，可以應用於醫療界。美國華盛頓州西部350公里有一個小城鎮完全沒有電磁波，是電磁波過敏症患者的天然避風港，目前也正在考慮應用LiFi技術。

遺憾的是，具備瞭如此多的優點，LiFi目前仍舊無法取代WiFi的地位，因為其缺點過於明顯，且短時間內很難克服。

反向通訊

通訊是雙向的，但是在LiFi中，從LED燈泡發射信號到手機上，只解決了問題的一半，如何從手機發信號回去才是問題，難道要給手機裝上一個大燈泡?目前業界的解決方案是用無線電通信作為補充，不過這讓這個技術的標準化變得很難。

通信距離

通常一臺WiFi設備可以覆蓋數百平方米的範圍，而LiFi則很不穩定，在可以直視光源的地方，信號可以延伸很遠，但在有遮擋的地方，即使離得再近也沒有信號。而且雖然在實驗室中有論文號稱通信能達到1Gbps的帶寬，在一般沒有專家指導的安裝環境中，這實際上很難達到。可以期待的帶寬應該在Mbps範圍。

這2點是目前LiFi普及最大的困難，除此以外還有環境光源對通訊光源造成干擾、不能關燈等等問題有待解決。

受困於此，雖然在實驗室中進展順利，但在實際中只有小範圍的應用，比如飛利浦去年就在法國房地產投資公司Icade的辦公室進行LiFi技術測試，通過紅外光波，他們實現了室內30Mbps的傳輸速率。同時，寶馬去年下半年在自家工廠也驗證了LiFi技術的可行性，似乎有將其大規模鋪開的打算，這或許會是個好的開始。

消費設備

如果消費者希望嚐鮮這種新穎的技術，也有幾款產品可以選擇。

MyLiFi“檯燈”路由器

在CES 2018上，光通信公司Oledcom推出了全球首個消費級的LiFi產品——檯燈樣式的LiFi路由器MyLiFi。MyLiFi本身是一款檯燈，可以照明，可以調節色溫，具備APP控制等常見智能檯燈功能。

若要作為LiFi路由器，你需要為終端設備配備USB接口的光線接收器，這樣，只要在MyLiFi光線照射的範圍內，就能接收信號上網。MyLiFi提供的網絡傳輸速率達到了23Mbps，已經趕上了現有的WiFi設備。

LiFi LED照明面板

同樣是在CES 2008上，美國公司VLNComm展示了首款LiFi LED照明板“LumiNex”。這款照明面板可以安裝在天花板上作為頂燈使用，作為路由，它可以提供108Mbps的高速下載速度，還可搭配擁有253Mbps上傳速率的“LumiStick”，網絡覆蓋範圍達50平方米左右。搭配普通的LED燈，可以支持15位用戶同時上網。