LiFi 真的可以取 Wi-Fi 吗?

   2016-01-14 知乎17830
核心提示:LIFI作为一种新的网络传输方式来说是还不能取代wifi的,因为wifi有它的特性,也就是能穿墙而过,只要信号普及到,可以无处不在的上网,但现在LIFI还只是研究发展阶段,一旦阻隔了光之间的传输,信号也阻断了,所以去到哪里上网就盏灯照着,一离开或者灯被阻挡就没信号,这叫下载一半的时候情何以堪,目前来说挺不方便的,也许装在天花板上会好点,不过目前还是支持wifi!

LIFI作为一种新的网络传输方式来说是还不能取代wifi的,因为wifi有它的特性,也就是能穿墙而过,只要信号普及到,可以无处不在的上网,但现在LIFI还只是研究发展阶段,一旦阻隔了光之间的传输,信号也阻断了,所以去到哪里上网就盏灯照着,一离开或者灯被阻挡就没信号,这叫下载一半的时候情何以堪,目前来说挺不方便的,也许装在天花板上会好点,不过目前还是支持wifi!


从长远看,很可能在很大范围内取代wifi。原因:

1.电网的数据传输可以和lifi结合,降低数据传输成本,实现lifi普及(我目前发现自己是第一个想到这个创意的);

2.反向数据传输可以用其他无线波段补充;

3.无线谐振输电技术实现的无线输电可以消除环境干扰问题。(隔离光的地方,可以通过短距离无线谐振输电技术解决;这个创意我发现自己也是第一个想到的);

4.电网数据传输和lifi的结合可以轻易地解决lifi传输距离的问题;

5.lifi的标准尚未制定,其波段的优势使得其带宽有很大提升空间会远远超过新的wifi标准带宽;

6.能耗问题解决方案,开关设为三档:明灯、单一数据传输(微功耗)、关闭。


畅想新科技带给未来的发展,人们常常会犯一个问题,要求技术面面俱到,在每个技术的细节都没有问题;在使用上,又要求在各种应用场景下都能否发挥作用。

十多年前,电子商务是一个笑谈。当时的人们众所周知,电子商务存在的种种弊端,支付领域、流通领域、人们使用习惯等等。在一个任何条件都不具备的坏境下,一个青年怀着自己都说不明白的对电商的期望上路了,而今马云的故事大家都知道了。

一项技术,不需要面面俱到,它只要有一两项极端牛逼的长处,同时短处又不至于影响到使用,然后长处又有几个典型的市场足够广阔的使用场景,这就够了。

技术的短处会逐渐进展而弥补,使用上的短处用户会自己找办法克服,全应用场景,让用户、让市场自己来发掘。

Lifi 最牛逼的地方在于高带宽。不需要到Gbps,哪怕是几百的Mbps也够了啊。下载一部普通的1、2个G的电影、游戏、电视剧,分分钟的事情,那不得爽呆了啊。

现在很多家庭都已经光纤入户了,但是入户以后的问题却没有解决,wifi太慢,光纤入户了也体现不出高带宽。有了Lifi,家庭的娱乐生活开启新的天地。用户有了高带宽,使用习惯了就可以发生新的变化。3D图像能展示出更多的内容,立体交互性更强,虚拟场景更容易实现等等。

不管是lifi还是wifi,用的都是电磁波,只是波长不一样。都是无线通讯,那么比较的就是不同波长的特点。所以为什么要用可见光的波段?

从做lifi的研究人员的角度来说,最大的原因,我猜测,是因为他们突然意识到基于半导体的LED件可以达到极高的modulation频率。啊哈,这不是一个现成的、便宜的发射器吗。我们做不了edge-emitting laser,做不了VCSEL,但是LED简单啊。那么industry的大趋势是什么?

既然光纤已经存在好多好多年了,那么与光纤所配套的发射器是什么?是基于半导体的激光。为什么要用光纤?因为光信号传播距离远。为什么要用激光?因为单一波长,low dispersion,高效率。用的什么波段?红外线,1000+ nm波长。为什么用这个波段?因为由半导体材料特性决定。既然光本身可以无线传播,为什么还要用光纤作波导?因为把光信号包起来可以屏蔽环境干扰,尤其是长距离传输。啊哈,于是我们用光纤把信号从hub传到家里的路由器。网速飞起。然后呢?为什么路由器要用radio frequency?因为我们想让信号覆盖整个屋子。现在lifi想从哪里切入这整个信息流呢?从哪里切入就要和哪个部分的现有技术相比较。显然lifi是无法和光纤通信相比拼的(或者说,lifi只是光纤的衍生品,因而没有比较的意义)。那么做终端,做路由器呢?从我的角度来看,lifi做终端的最大卖点在于。。。在于。。。在于什么?高度的导向性和安全性吗?必须对准了收发器才能接上信号(就像当年手机上的红外传输一样)。

那么为什么我不扯一条光纤直接把路由器和我的电脑连起来。如果lifi无线的代价是接收器必须对准发射器,没有遮挡,那么为什么不直接用有线(光纤)?lifi就是为了无线而无线。有线的lifi就变成了光纤,是已经发展成熟的技术。无线的lifi就可以上报纸了。

当然也许我们可以找到一些很特定的应用场景。然而,我们应该为一项技术寻找特定的应用场景,还是为特定的应用需求发明技术呢?

至于长距离数据传输、汽车与道路信息交互、在公共空间如何利用Lifi等等,考虑得那么长远干咩。用户在家里带宽用爽了,更广大的市场自然会涌现。

VLC通信不可能取代传统移动通信,Li-Fi也只可能作为Wifi的补充,最多在某些特定环境下替代Wifi。光作为传输介质-电磁波的拓展,由于自身特性,有一些优势如传输速率高,安全性较好,节能环保等,但由于过度依赖LED光源直射,也有其局限性。目前情况下,在有光源的室内,或是矿下,机舱等环境下VLC通信发展前景看好,但也面临不同光源下(相当于不同Wifi间)切换问题。说到底,可见光通信只是传统通信的补充,不会有颠覆性影响,毕竟我们可以随时偷偷蹭Wifi,但“您好,借个光”这话我还挺羞于出口,特别是在充盈的自然光下.......

可见光通信 (VLC) 是2004年日本庆应义塾大学的Nakagawa教授首先提出来的,之前人们主要把无线光通信的研究集中在激光和红外上,然后因为LED产业的蓬勃发展,加上LED本身为固态器件有这不小的带宽,有天 Nakagawa教授灵机一动,想出用灯泡传信号的一条妙计,可见光通信随之应运而生。Nakagawa教授在之后两年也发表了关于探索电力线和可见光通信结合的论文...

总之,Nakagawa教授是VLC的创始人..不是英国的Haas教授。 Haas教授是许多年后才提出了Li-Fi这个高大上又接地气的名字。当然不能否认Haas在VLC上的贡献,但是许多教授的贡献不比他小,不过Haas确实很善于推销可见光通信这个概念。科学上的技术在初期确实需要人使劲推销了,先不管这个技术到底是不是最好的了..Haas是搞光通信出身的,当然会支持自己的阵营...先根据上面的一些回答的几个方面扯下吧反向通信: 现在绝大部分的研究都是集中在可见光通信(VLC) 的下行。

上行基本上三种可能性,第一个是可见光..这个确实不大可能...第二个是红外,但是红外方向性也太强...总不能总把手机指着LED灯泡去.. (不过貌似Li-Fi系统里Haas现在就是用的红外..母鸡为什么haas要选这个..)。 第三个,就是普通无线通信,用RF信号上传信号。
个人觉得这个是比较靠谱的,毕竟现在的手机笔记本都已经有这些RF transceiver了,不过问题是这样需要发射器端也要有无线接收机。对于环境干扰,我不担心环境干扰,因为不管是再强的太阳光还是周边白炽灯荧光灯,对可见光通信影响其实都不大,因为太阳光白炽灯光荧光灯光里面没有信号,属于直流分量,他们带来的影响主要是会产生散粒噪声(shot noise).其实这个噪声相对也很小了,不是大问题,因为室内可见光通信的信号强度确实相当大,这些噪声搁在这都不算是个事儿... 信噪比还是杠杠的...比RF不知道要高到哪里去其实真正的干扰是可见光通信器材之间的干扰,因为毕竟我们屋里不可能只有一个LED灯泡,屋子一般面积又不大,一个接收器可以接收到许多LED发射器发射的信号,这个干扰是致命的。所以这些发射器之间需要协同作业,一个方法就是用电力线或者以太网线进行互联。通信距离的问题,现在最快的速度号称只用一个LED就能实现3Gb/s, OFDM啊, 最好的LED灯泡啊,全都用上呀么吼嘿,不过发射器和接收器之间确实只有10厘米左右..(坑爹么这是). 不过即便是放到正常的距离(2-3 m). 

个人认为几百Mbps的速度应该也是没问题的。现在IEEE 802.15.7 VLC的标准也出了,标准里面技术使用相对保守,也就能达到几十Mbps。现在学院派的科研工作者们都在考虑在VLC里用OFDM啊,可是LED作为发射机它的工作范围又非常小,而OFDM信号的波动范围又特别大.....这些都是相对boring的东西,放下不谈。。个人认为VLC是没办法取代WiFi的,Wi-FI便宜方便也可以满足大家的需求,可见光通信确实只能作为一个备胎..但是不能否认这个技术酷炫的本质。 

因特尔的人貌似刚刚发文说LiFi是行不通的,因特尔内部的相关研究都停滞了,但是VLC作为汽车间的通信媒介,前景还是大大的,因为未来的汽车都会配有照相机,而汽车车灯又都是LED,LED发射,照相机收,车间传输就能实现了。台湾有个教授也研究车间的可见光通信,不过他是专门研究摩托车间的。。因为台湾山路多,大家经常骑小摩托......


在大规模普及之前,LiFi有几个大问题需要解决:

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。

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。

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。


 
举报收藏 0评论 0
 
更多>同类资讯
  • system
    加关注0
  • 没有留下签名~~
推荐图文
推荐资讯
点击排行
网站首页  |  关于我们  |  联系我们  |  使用协议  |  隐私政策  |  网站地图  |  排名推广  |  RSS订阅  |  违规举报