7月13日，IEEE正式发布了802.11bb规范。不同于802.11系列规范主要为WiFi无线网络服务，这个心规范是基于光的无线通信标准LiFi。利用光而不是射频无线信号（RF）还能提供更快，更可靠的无线通信的能力?“开灯有网”的时代要来了吗？

LiFi一词是Light Fidelity的缩写，是由该技术的先驱之一Harald Haas教授在2011年的TEDx TALK上创造的。它以WiFi的变体LiFi命名，直译过来为“光保真度”，代表无线信号通过光信号传输获得更高保真度和速度。

其实，光通信对大家来说并不陌生，今天全球的宽带主干网无不是采用的光纤线路进行建设，具有带宽巨大、线路容量大等优点，但是还是一种依赖线缆（光导纤维）的有线通信技术。

而LiFi旨在通过利用可见光通信而不是WiFi使用的无线电波来改进当前技术。它的引入实际上具有双重目的，因为它旨在为家庭提供架空照明的同时，还促进数据传输，简化家庭宽带组网。

LiFi放弃使用光纤电缆作为光的传输介质。相反，它利用家庭中常见的架空LED照明作为运输媒介。目前，该技术能够实现每秒224GB的最大数据传输速率！

LiFi通过头顶照明利用可见光进行数据传输。这可以通过使用可见光通信（VLC）系统进行数据传输来实现。VLC 系统有两个组件：

1.至少一个包含光电二极管的器件，以便接收光信号；

2. 配备信号处理单元的光源，用于传输信号。

VLC光源可以是荧光灯泡或发光二极管（LED）的形式。LED灯泡是最理想的VLC光源，因为强大的LiFi系统需要极高的光输出率。普通日光灯和白炽灯灯泡发出的光，波长范围要宽得多，这使其成为比LED效率相对较低的光源。另一方面，LED可以发射波长非常窄的光，使其成为更有效的光源。

LED的学名“发光二极管”，也说明它还是一种半导体， 这意味着它可以放大光强度并快速切换。这是在VLC光源中寻找的重要特性，因为LiFi依赖于作为可见光发射的恒定光子流来传输数据。

但如果不加控制，当施加到光源的电流缓慢变化时，光源LED会忽明忽暗，这使得它不适合作为家庭照明设备了。

所以，为了让LED灯泡在VLC光源和家庭照明作用之间取得平衡，在LiFi中，信号电流以及光输出以极高的速度调制（可以理解为此时采用了类似高端手机屏幕和显示器使用的超高频PWM调光手段），使其可以被特殊光电二极管设备检测到并转换回电流，但人眼无法感知。

一个用于接收LiFi光信号的光电二极管（光天线）模块

一旦这些信号被接收和解调，它们就可以转换为连续的二进制数据流的数据包，其中包含视频、图像、音频、文本或应用程序，可在任何支持互联网的设备上轻松使用。

当然，即是采用超高频调光技术，如果是利用家庭LED照明灯泡传送信号，虽然设备成本低，也几乎无感（作为信号工具的LED灯泡可以调暗到c.10%的亮度并且仍然可以工作），但考虑到电网质量和人的个体对光闪烁的敏感度，这种全部以可见光为信号传送的方法，还是有一定的瑕疵。

因此，LiFi也在进行改进中，例如创建类似于传统宽带和WiFi的双向通信系统，通过交换来自光电探测器的可见光和红外光来完成，允许连接的移动设备将数据发送回光源以进行上行链路。也就是说，可以用特殊的LED灯泡，让信号相当部分在不可见光频段（比如红外线波段，类似电视机的遥控器）传送，减少照明灯泡的闪烁。

具备不可见光信号能力的光AP

另一项计划的改进则是重新设计多色RGB LED，以发送和接收比单色荧光粉涂层的白光LED更广泛的信号数据，这样可以进一步提高其网速带宽。

新型光AP LED灯泡

不过，这两种改进需要用户更换家中的照明LED灯泡，那么从发明的初衷看就略有脱离了。不过相比需要网线布设，还是方便多了。

第一个优势是网速。

由LiFi先驱Roland Haas教授创办的pureLiFi公司在受控环境中进行的测试显示，LiFi的速度超过100 Gbps。一些测试甚至表明它可以提供高达224 Gbps的数据。这些速度显然比WiFi产生的速度高出几个数量级！

这是因为可见光谱比RF射频无线信号的光谱大1000倍，RF光谱只有300 GHz左右。

而第二个优势则是能效比。

在WiFi中，数据传输需要传输无线电波。这些无线电波通过无线芯片的射频发射器和基带芯片连续相互通信，基带芯片、FEM信号放大模块耗用大量电能。相比之下，LiFi利用家庭的LED灯作为数据传输的媒介。由于只需要一个光源和一个光电二极管来解码光信号，因此数据传输和通信的整个过程只需要较低的整体电能。此外，与其他形式的灯泡相比，使用 LED 灯，使其成为家庭更有效、更省电的光源+无线信号源。

第三个优势则是安全性。

LiFi信号无法穿墙，因此它提高了网络安全性。来自上网场所外的外部力量企图截取无线信号的努力很难实现，因此它适用于涉及研发、金融、国防甚至大众运输的领域。

第四个优势则是信号质量。

WiFi的局限性之一是它在高度拥塞时的脆弱性，也就是“带机量”问题。在用户量较大的区域内传输数据往往比用户量较少的区域慢。而LiFi不受相同的限制，实际上在用户非常密集的环境中运行良好。特别是在存在许多灯泡的区域，LiFi 仍然可以产生高速，因为每个 VLC 光源可以提供相同的速度，即使有多个用户也是如此。

当然，LiFi相比WiFi也有一些弱点。

最大问题就是信号覆盖。

目前家用WiFi6路由器的信号半径可以达到32米的距离，而且信号能够穿过墙壁。这可能是LiFi的最大限制，因为可见光无法穿过墙壁，将覆盖范围限制在安装了LED发射器的房间内。

随着IEEE 802.11bb标准的发布，制造商现在可以放心地将Li-Fi技术集成到其设备中,加速LiFi生态的发展。

但重要的是要注意，LiFi不会取代Wi-Fi，5G或有线网络。无线电波在通过大气和固体物体进行长距离传输方面仍然具有明显的优势。相反，重点应该放在根据特定场所需要，利用每种技术的优势上，充分利用Li-Fi的独特优势。

编辑：熊乐

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