电磁波是如何划分的

Wi-Fi我们都知道是什么，那么Li-Fi呢？

虽然这两个名字只有一个字母的区别，但却是两种截然不同的技术。日前，电气和电子工程师协会 (IEEE) 通过 了802.11bb标准，将Li-Fi技术正式规范化，它作为一种基于光的无线通信技术被包含在内。

那么，Li-Fi究竟是什么技术？Li-Fi会取代Wi-Fi吗？未来我们上网、打电话，都可以通过Li-Fi实现吗？

Li-Fi：用可见光而非电磁波通信

Li-Fi并不是一个特别新鲜的概念，早在十几年前，移动通信领域的学者Harald Haas就在一场TED演讲里科普了一把Li-Fi技术，他的演讲标题是“用每一个灯泡传输无线信号”。Li-Fi是英文“Light Fidelity”的缩写，可以翻译成光照上网技术。

我们都知道，现有的Wi-Fi、5G等通信技术，都是基于电磁波实现的。一般来说，全球各个国家和地区都会划分好相应的频谱资源，比如某个区间是给5G用的，另一个是给4G用的，还有的是给Wi-Fi用的。基于电磁波实现的无线通信领域非常多，一个非常直接的结果就是频谱资源变得很紧张。最近的例子就是WiFi 7和5G要在6GHz频段上抢频谱。

而Li-Fi则是另一种思路，我们日常见到的可见光，也能成为数据传输的方式。比如说，一盏亮着的灯，其实可以通过亮灯、关灯这两个状态来代表1和0，从而传输计算机领域的二进制数据。而且，通过特点的芯片控制灯泡，理论上可以做到1秒内开关上百万次，短时间里就能传输大量数据，同时肉眼不会感知到。

（图源Pixabay）

对于灯光单位时间内的开光次数，还有个我们更熟悉的名词——“频闪”。比如市面上主打护眼功能的学习台灯，通常会以高频闪作为核心卖点。我国对合格灯具产品的要求是3125Hz，即闪动频率为3125次/秒。而手机屏幕方面，当年很多人排斥OLED屏就是因为它的低频闪问题。当然，如今随着技术进步，OLED屏已经能做到1920Hz高频。

Li-Fi有很多优点，首先，它避开了电磁波这条拥挤的赛道，另辟新径，通信资源方面拥有天然的优势。

其次，可见光设备现实中非常普及，比如LED灯设备的数量就远远超过通信基站。理论上说，只要在现有的灯具上安装一块用于调控信号的微型装置，就能让它成为Li-Fi设备，实现成本要低很多。可见光本身自带能源，也不用像基站那样额外供电。

（图源lifi.co）

另外，随着LED技术的不断进步，Li-Fi在实验室里的传输速率上限也在不断被突破。2015年，央视曾报道称，我国可见光研究中实时通信速率能达到50Gbps。

而且，Li-Fi还有保密性好的优点，比如在封闭空间里，光线一被遮挡就不容易折射出去，传输的内容泄露的风险也就更低了。

Li-Fi的缺点也很致命

开头我们说了，Li-Fi不是一项很新鲜的技术，投入研究的时间并不短，技术优势也不少，但现实中应用的场景并不多，这主要源于Li-Fi有很多较为致命的缺点。

首先，Li-Fi对双向通信的支持并不友好。日常生活中，无论是有线宽带还是4G、5G，都有一个上下行的概念，即下载和上传。在灯泡上装一个信号发射器，可以让让手机接受到光信号。但是，如果手机要传输数据给灯泡这一端要如何实现？手机上装一个灯泡好像不太现实，毕竟你也不想玩手机的时候被一盏灯刺着眼睛。如果像Harald Haas的演讲中演示的那样用红外线实现，那么速率恐怕又会是个问题。

其次，光信号的抗干扰性很差。我们都知道，光线很容易被阻挡，不仅钢筋混凝土的建筑物可以彻底隔绝光线，雾霾雨水这些也能让光线迅速衰减。对比之下，基于电磁波的Wi-Fi、蜂窝网络，穿透性就要好太多了。可能有人会问，光纤不也是通过光信号实现的吗，光纤的传输效率也不低？

（图源Pixabay）

只是，光纤虽然是通过光信号来传输信号，但它本身是借助光纤这一物理介质实现的，用于传输的光线封闭在光纤内部，通过全内反射来传播，损耗非常小。但光纤本质上还是有线传输，无线传输场景下，低消各类干扰，难度非常大。

因此，尽管Li-Fi有技术上的优势，但这些缺点也相当致命，它们直接限制了Li-Fi在现实场景中的落地。

Li-Fi不是取代者，而是补充者

对于新兴的技术，大家总容易寄托太高的预期，研究者和相关的机构，也乐于鼓吹。但一项技术迟迟未能落地，必然是遇到了现阶段无法克服的难题，商业化道路上有越不过去的坎。Li-Fi是一项非常炫酷的技术，理想条件下能够带来崭新的体验。

只是，目前来看，Li-Fi并不具备取代Wi-Fi等通信技术的可能性。毕竟，基于电磁波的通信技术，经受住了过去几十年的考验，无论是从用户体验还是商业化的角度来说，都非常成功。而Li-Fi虽然在底层技术上看起来很有颠覆性，但抗干扰性差等致命缺点，让它难以真正大规模普及。

当然，虽然短时间里无法像Wi-Fi、蜂窝网络那样遍地开花，但Li-Fi在小范围里还是能找到适用的场景。早在2017年，NBA球队金州勇士比赛的一个场馆里，采用了Li-Fi技术来给球迷上网，球迷们站在球馆顶棚下LED光射下来的地方，就能连上网，这缓解了Wi-Fi和蜂窝网络的拥堵卡顿。有意思的是，现场还配备了发电瓷砖，球迷踩在上面就能发电，发出的电用于照明和Li-Fi上网。

电器大厂飞利浦尝试过在家乐福超市里的LED灯具上布置Li-Fi技术，虽然不能给顾客上网，但却能用于室内定位，它的精准度显然要比GPS高多了。

最近几年的CES等展会上，也能看到厂商展示的Li-Fi台灯、照明面板等产品。说实话，这类设备概念意义更重，毕竟用它们上网目前肯定还没有Wi-Fi方便。但它们的存在，至少说明Li-Fi还是有用武之地的。

（图源Oledcomm）

小雷认为，未来相当产的一段时间里，Li-Fi主要的应用场景应该是作为已有通信手段的补充技术。另外，对于下一代移动通信技术6G，很多人也认为它将是多种通信技术的综合体，除了电磁波，还包括卫星定位、Li-Fi等。或许进入6G时代后，Li-Fi的技术潜力，会得到更进一步的释放。

（题图来自Pixabay）

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