LIFI(可见光通信)

二、一些基本概念
• 根据不同速率在光中编码信息完全可 行，例如LED开表示1，关表示0，通 过快速开关就能传输信息。由于LED 的发光强度，人眼不会注意到光的快 速变化。
• 与光纤通信拥有同样的优点，高带宽，高速率， 不同的是LiFi是使光传播在我们周围的环境中，自 然光能到达的任何地方，就有LiFi的信号。
• 这一技术意味着，只要你拥有电灯泡，就 可以获得无线互联网连接。目前全世界的 电灯泡数量约有140亿盏。实际上，这也意 味着任何路灯都可以成为互联网接入点。
三、应用
• 通过给普通的LED灯泡加装微芯片，使灯泡 以极快的速度闪烁，就可以利用 灯泡发送 数据。而灯泡的闪烁频率达到每秒数百万 次。通过这种方式，LED灯泡可以快速传输 二进制编码。但对裸眼来说，这样的 闪烁 是不可见的，只有光敏接收器才能探测。 这类似于通过火炬发送莫尔斯码， 但速度 更快，并使用了计算机能理解的字母表。
优势（三）
• 绿色，低能耗。 • 安全：可见光只能延直线传播，不会穿透
墙体的物体。数据只往人们所设定的方向 传播，只有利于信息的安全性。 （两面性）
七、局限性
• Lifi技术本身也有其局限性，例 如若灯光被阻挡，网络信号将 被切断等等。因此，它并不是 WiFi的竞争对手，而是一种相 互补充，有助于释放频谱空间。
目录
• 一、LIFI简介（Light Fidelity） • 二、基本概念 • 三、主要应用 • 四、原理 • 五、目前进展 • 六、优势 • 七、存在的局限性 • 八、未来展望
一、LIFI简介
• LIFI（Light Fidelity），全称为可见光无线 通信，又称光保真技术，是一种利用灯泡 发出的光传输数据的技术。LiFi技术运用无 处不在的LED灯，通过在灯泡上植入一个微 小的芯片形成类似于AP（WiFi热点）的设 备，使终端随时能接入网络。LIFI发明的初 衷是挑战原有的wifi技术，但鉴于此技术的 局限性，LIFI可作为wifi的补充在小空间范 围内使用。
• 通信距离：虽然在实验室中有论文号称通信能 达到1Gbps的带宽，在一般没有专家指导的安 装环境中，这实际上很难达到。可以期待的带 宽应该在Mbps范围。
• 竞争技术：而且并不像LiFi的声称者所说的那样， 无线电通信就不能做到LiFi的优点，实际上WiFi 联盟正在制定一个新的标准802.11ad，在 60GHz通信，也具有带宽大(~7Gbps)、距离短 (~10m)、保密性能好(无法穿墙)等等特点。个人 的经验，要知道一项技术好不好，不仅要听技 术的倡导者怎么说，更要听技术的竞争对手怎 么说。
• 反向通信：从LED灯泡发射信号到手 机上的光电二极管只解决了问题的一 半，如何从手机发信号回去才能保证 通信链路畅通（当然可以用无线电通 信作为补充，不过这让这个技术的标 准化变得很难）。没有人希望自己的 手机在欣赏视频的时候还亮着大灯泡。
• 环境干扰：环境光源有时候会工作在同样 的光谱频段，这时候如果环境光源比较强， 很有可能LiFi会无法正常通信，由于信/干噪 比(SINR)太差。你能容忍太阳光太强的时 候，屋里面没法正常通信吗——没错，你 手里的红外遥控器在阳光太强的时候有可 能会失灵，LiFi也一样。
优势（一）建设便利。
灯泡这种设备在早百多年前被人类发 明，并在这百多年来，灯泡的技术越来越 发达。人们可以利用已经铺设好的电灯设 备电路，在需要接入网络的地方植入一个 芯片即可。例如高速公路上的路灯，人们 在高速行驶的车上能轻易的接收到路灯传 来的信号。
优势（二）
• 可见光的频谱带宽是目前电磁波带宽10000 倍。
• Haas表示：“我最大的设想 就是将电灯泡变为宽带通信设 备。这样电灯泡不仅能提供照 明，也将成为一款必要的工 具。”Haas认为，通过给普 通的LED灯泡加装微芯片，使 灯泡以极快的速度闪烁，就可 以利用灯泡发送数据。而灯泡 的闪烁频率达到每秒数百万次。
• 通过这种方式，LED灯泡可以快速传输二进 制编码。但对裸眼来说，这样的闪烁是不 可见的，只有光敏接收器才能探测。
六、优势
• 可见光通讯安全又经济
• “有灯光的地方，就有网络信号。关掉灯，网络 全无。”迟楠告诉记者，与现有WiFi相比，未来 的可见光通讯安全又经济。WiFi依赖看不见的无 线电波传输，设备功率越来越大，局部电磁辐射 势必增强；无线信号穿墙而过，网络信息不安全。 这些安全隐患，在可见光通讯中“一扫而光”。 而且，光谱比无线电频谱大10000倍，意味着更 大的带宽和更高的速度，网络设置又几乎不需要 任何新的基础设施
• 这项技术的核心是一种新世代的高亮度
发光二极管。原理其实很简单，LED亮了， 就表示传输一个数字的1，灭了就传输一个 0，LED可以快速地在明暗之间切换，这样 就能很有效地传输数据。
五、进展
• 复旦大学信息科学与工程学院 • 研究人员将网络信号接入一盏1W的LED灯
珠，灯光下的4台电脑即可上网，离线最高 单向传输速率达到3.7G/S，创造了可见光 无线通信领域的单向传输速度世界纪录。 实时系统平均上网速率达到150M，堪称世 界最快的“灯光上网”。下个月，10台样 机将亮相2013年上海工博会。
• LiFi技术是运用已铺设好的设备（无处不在的灯 泡），只要在灯泡上植入一个微小的芯片，就能 变成了类似于AP（WiFi热点）的设备，是终端随 时能接入网络。这有点像欧洲当年发明ADSL技术 一样，也是已有的设备上，充分利用频带资源， 才使得现在网上冲浪成为普通家庭生活的一部分。
Haas 哈斯
• Haas和他爱丁堡大学的团队 发明了一项专利技术，利用一 束闪光来无线传输数字信息， 这类技术通常被称作可见光通 信(VLC)。
无需WiFi信号， 点一盏LED灯就能上网。
• 10月17日，复旦大学实验室里传来了LiFi技 术成功应用的消息，单向速度高达3.7G/s。 这意味着未来所有灯光可及之处，将成为 可以享受网上冲浪乐趣的地方。
• 德国物理学家哈拉尔德·哈斯由灯泡本身 “点亮”了奇思妙想：依赖一盏小小的灯， 将看不见的网络信号，变成“看得见”的 网络信号。哈斯和他在英国爱丁堡大学的 团队最新发明了一种专利技术，利用闪烁 的灯光来传输数字信息，这个过程被称为 可见光通讯（VLC），人们常把它亲切地称 为“Lifi”，以示它能给以WiFi为代表的无线 网络传输技术可能带来革命性的改变。
• 想象一下这样的场景：在街头，利用路灯 就可以下载电影；在家里，打开台 灯就可
以下载歌曲；在餐厅，坐在有灯光的地方 就可以发微博；即便是在水下， 只要有灯 光照射就可以上网。 LiFi另一个巨大的好处 是在任何对无线电敏感的场合都可以使用， 比如飞机上、手术室里等。
四、原理
• 光和无线电波一样，都属于电磁波的一种， 传播网络信号的基本原理是一致的。给普 通的LED灯泡装上微芯片，可以控制它每秒 数百万次闪烁，亮了表示1，灭了代表0。 由于频率太快，人眼根本觉察不到，光敏 传感器却可以接收到这些变化。就这样， 二进制的数据就被快速编码成灯光信号并 进行了有效的传输。灯光下的电脑，通过 一套特制的接收装置，读懂灯光里的“能否产生杀手锏式的应用，还依 赖人们无限的想象力：汽车间依靠LED车灯 来“对话”，飞机客舱里乘客利用头顶的 LED阅读灯来上网……
• 关联技术：搞可见光通信，就意味着做出来的产 品不仅要符合通信的标准，还要符合可见光的技 术规范。相关的产品要有更多的认证工作要做， 这可能不是一两年就可以完成的。而且怎么通过 有线把通信网络接入每个灯泡，也不是那么简单 的，目前比较有希望的是同电力线通信(PLC)联合。
• 标准化：目前802.15.7还刚刚起步甚至没有一个 统一的标准，前面还有漫长的路要走，要形成一 个有影响力的产业，不是一家公司能够做到的。 目前来讲，产业链里面还缺少重量级的公司加入。