用燈泡上網?速度100Gbps?萬眾期待的Li-Fi,真的有這麼牛嗎?

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根據頻譜資源的頻率(波長),電磁波主要分為電波和光波。一直以來,我們主要是使用“電波”進行無線通信,用電波的頻譜資源。

利用光波進行無線通信的技術,通常就稱為“光通信”。

我們平時經常所說的光通信,更多的是指光纖通信。實際上,光纖通信屬於有線通信。

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光通信有屬於自己的標準——IEEE 802.15.7 VLC。它的準確定義是:利用可見光波段的光作為信息載體,在空氣中直接傳輸光信號的通信方式。這幾年到處都很火的“Li-Fi”,就是“可見光通信”技術中的一種。

光通信早在2000年左右就提出來了,發源地是日本。

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2000年,日本研究者提出並仿真了利用LED照明燈作為通信基站進行信息無線傳輸的室內通信系統。此時的光通信,傳輸速率僅有幾十KB每秒。

2003年,日本成立了VLCC可見光通信聯盟,迅速成為國際組織。

2008年,實現了可見光通信最遠傳輸距離2000米,傳輸速率為1022bit/s。

2010年,利用LED交通信號燈作為發射機的可見光通信技術,傳輸速率是4800kb/s,距離300米。

2010年,德國弗勞恩霍夫研究所的團隊將通信速率提高至513Mbps,創造世界紀錄。

2013年,復旦大學研發出3.75Gbps離線數據傳輸的速率,創造世界紀錄。

2013年,英國科研人員又把離線速率刷新到10Gbps。

2015年,中國把實時通信速率提高至50Gbps。

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據國外媒體報道,牛津大學的研究人員已完成100Gbps可見光通信試驗,並命名為“超並行可見光通信”,甚至預測該通信系統的最高速率能達到3Tbps!

據統計,2020年支持Wi-Fi無線連接的設備將達17億臺,但隨著設備的進一步增加,2025年基於傳統RF(射頻)技術的Wi-Fi網絡可能無法滿足設備連接需求。

蜂窩通信方面,只我們中國,移動通信基站有差不多600萬個,大部分能量都用於冷卻,效率只有5%。

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LED光源就不一樣了,目前全球LED燈泡就有大約400億個。只需給這些LED燈泡加一個微芯片,就能改造成信號發射器,形成的通信網絡規模是非常驚人的。這樣做的成本也比部署Wi-Fi熱點低得多,也不必新建基礎設施。

可見光頻譜的寬度達到射頻頻譜的1萬倍,意味著能帶來更高的帶寬,可以使用的資源也非常豐富。使用光通信,完全不用擔心頻譜不夠用的問題,同時還能緩解全球無線頻譜資源短缺的現狀。

此外,可見光對於人類來說是綠色的、無輻射傷害的一種物質。

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因此,用光來作為無線通信的媒質,是一種對人類發展更健康,更可取的方向。同時用光來通信能降低能耗,因為不需要像基站那樣提供額外的能耗,更加環保。

如果算上安全的話,也是一個優點,可見光通信,把光線一擋,就洩露不出去了。。。

但是,可見光通信的缺點其實也非常多。

首先,大家應該已經想到了,像Li-Fi這樣的東東,你下行速率還好說,上行怎麼辦呢?手機上也裝個電燈泡?

然後,環境光源干擾。在封閉的室內用用是沒問題,到了室外,光源雜亂,這個受影響就很大。

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再有,就是距離,可見光通信的速率看上去很高,但是實驗室裡面都是短距離理想環境下測試。你不可能拿著手機挨著燈泡上網,你稍微離遠點,速率就下降得厲害。而且,如果你背對著光源,擋住了光,就沒信號了。。。

總而言之,可見光通信確實在理論傳輸速率、部署、成本、零電磁輻射等方面“秒殺”傳統射頻通信。但是因為它本質上的缺陷,指望它短時間內替換掉Wi-Fi或移動通信基站,肯定是不可能的。

所以,對於可見光通信以及Li-Fi,我們還是再多一點耐心吧!


整理:歐米智能

OMNI智能(ID:OMNINT)

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