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5G線路板之面世十載,LiFi的春天何時到來?

2021年07月21日14:11 

十年前的7月,英國愛丁堡大學教授Harald Haas在一次Ted演講上正式提出了LiFi這一概念。LiFi是一種不同于Wi-Fi的可見光無線通信技術,可借助普通的電燈泡來提供互聯網連接。
5G線路板廠了解,雖然LiFi的本意是打造一個用可見光、紫外光和紅外光來傳輸的光通信系統,但當前的應用和研究主要專注在LED燈可見光的數據傳輸。LiFi和Wi-Fi差別最大的地方在于后者采用無線電,通過天線來傳輸數據,而前者則采用光線,通過調節光線頻率來傳輸數據。
LiFi技術可以借助已有的LED設備,在燈泡上植入一個小小的芯片或模組,使其變成一個LiFi AP,這樣LiFi AP接入網絡后,其他支持LiFi的設備就能在范圍內接入網絡。LiFi是通過調節光線頻率來傳播數據的,但這種調節下燈泡閃爍速度極快,可達每秒百萬次以上,而且不會影響燈光強度,因此人眼根本察覺不到閃爍和燈光變化,但LiFi設備上光電二極管這樣的光敏傳感器卻能感受到其變化。
但光線傳輸也帶來了范圍的挑戰,與無線電信號不同,光線是無法穿過障礙物的。雖然經過墻面反射的光線依然可以傳輸數據,甚至能保證到70Mbit/s的速度,但穿過墻體這樣的操作就并非LiFi可以輕易實現的了。


談完了傳輸問題,那么LiFi的速度如何呢?5G線路板廠了解,LiFi的理論速度高達224Gbps,要知道目前Wi-Fi 6E也只有9.6Gbps的速度。不僅如此,LiFi通過光線傳輸可以避免干擾,做到高質量、低時延的網絡傳輸。雖然這只是實驗室環境下測出來的理論數據,實際應用中只能發揮部分實力,但與Wi-Fi比也稱得上是飛速了。要知道,可見光的頻譜帶寬是無線電帶寬的萬倍,卻并沒有得到充分利用。
然而可見光的通信方式并沒有給LiFi帶來廣闊的應用,反而限制了它的使用場景。Wi-Fi的普及在于它的適用性,90%以上的網絡環境都可以采用Wi-Fi這種數據傳輸方式。唯一不適用的只有無線網絡搭建困難,或是對無線電信號敏感的環境,比如飛機、醫院、太空和軍事應用等。


由于非無線電傳輸,也不需要考慮EMC等設計要素,既不會在飛機和醫院這樣的場景下影響和干擾信號,也不會在軍事場景中出現信號竊取的情況。
雖說LiFi有一定局限性,但這也避免不了業界的嘗試,目前仍在堅持做LiFi的公司并不多,比較冒尖的要算英國的pureLiFi公司。pureLiFi的創辦者之一正是提出LiFi概念的Harald Haas教授。
pureLiFi在2018年推出了LiFi-XC套件,將以太網接入LiFi AP,改裝已有的LED照明網絡,然后借助附帶的USB LiFi Dongle,就可以讓電腦接入LiFi網

不過,其下載和上傳速率都只有43mbps,甚至無法與2.4GHz的Wi-Fi網絡比肩

5G線路板廠了解,2021年4月27日,美國駐歐和駐非軍隊投資420萬美元,與pureLiFi打造了一套基于LiFi的無線通信系統,名為KiteFin。KiteFin也是全球首個大規模部署的LiFi系統,將數千個LiFi單元部署在戰略環境下。借助LiFi自定義的通訊傳輸范圍,美國軍隊消除了數據泄露這樣的安全隱患,又不存在被干擾的可能,而且LiFi現場部署迅速,節省了建立通訊的時間。

pureLiFi還在近日發布了一個LiFi應用與手機的視頻,展示了兩臺支持LiFi的手機文件分享、屏幕分享的速度和質量。這次展示中用到的兩臺手機并非定制機,而是套上了LiFi手機殼的手機,借助手機殼上的光電傳感器來傳輸和接收LiFi信號。聯想去年OPPO的LiFi手機專利,而且OPPO和三星都是可見光通訊聯盟的成員,未來LiFi很有可能從手機殼這樣的外置方式到集成進手機里的內置方式。

當前無線電頻段越來越擁堵,不僅需要跟各種無線協議搶,還要避免互相之間的干擾,而且在監管下,運營商還要花大價錢購買頻段,比如報道就稱美國AT&T公司尋求貸款140億美元購買5G頻段。
LiFi的存在更像是對Wi-Fi傳輸場景的補全,畢竟非無線電是它最大的優勢。從問世的這十年以來,不少LiFi公司都已經倒下,或是再無進展。LiFi若是想沖擊消費端的話,必須找到與Wi-Fi、5G等無線傳輸共存的方式,否則只能被市場淘汰。


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