与Wi-Fi相同的协议，可用于水下遥控，Li-Fi应用场景分析

随着Li-Fi（光保真）标准 802.11bb-2023的认证，开启了局域无线通信的新时代。Li-Fi是指使用光而不是 Wi-Fi 使用的无线电波进行无线数据通信。它速度更快，不受电磁干扰，并且更难以拦截。它通过调制近红外、可见光或近紫外 LED 来工作，使任何 LED 光源都成为潜在的接入点。

典型的 Li-Fi 接入点架构。图片由Li-Fi提供

从上图可以看到终端设备具有接收器和发送器，因此对应Li-Fi的数据回传也是通过光波来进行的。

用光进行数据通信并不是什么新鲜事

在 Wi-Fi 发明之前，甚至在任何形式的无线电传输之前，通过光进行的不受束缚的短距离通信就已经存在，并且一直沿用至今。早在 1867 年，英国海军就使用摩尔斯电码的前身点划线进行了光基通信测试。从更实际的意义上来说，随着 20 世纪 70 年代末红外 LED 的广泛采用，基于无线光的数字通信进入了商业用途。它已用于电视和家电遥控器、无线键盘以及低数据速率设备到设备通信等设备。

然而，数据速度的限制和可靠传输的困难使其在很大程度上被归为低速、非关键任务设备。Wi-Fi 在 20 世纪 90 年代末出现，使得对高速、基于光的无线网络的需求直到最近才基本上没有意义。

IEEE 802.11 所涵盖的Wi-Fi在 1997 年发布时是一项改变世界的新技术。普通个人计算机用户第一次可以切断网络线并在信号范围内自由漫游。经过六次重大更新和更新的智能手机数据连接后，个人现在几乎可以在地球上的任何地方进行连接。然而，尽管 Wi-Fi 很方便，但它也有局限性和许多未解决的未解决问题。

Wi-Fi 有其局限性

如今，随着越来越多的设备争夺射频频谱，Wi-Fi 正面临可用频谱的限制。它还存在大量安全漏洞。Wi-Fi 最大的风险之一是接入点安全性较差。由于 Wi-Fi 可以穿墙（尽管效果永远不会像家庭用户所希望的那样），因此不法分子可以侵入未充分保护的 Wi-Fi 系统。它还会在嘈杂的 RF 或 EMI 环境中受到干扰，导致传输速度减慢或中断。

Li-Fi 在可见光谱以及近红外和近紫外范围内工作

十多年前，随着Li-Fi 联盟的成立，高速、基于光的数据通信重新进入人们的视野。Li-Fi 一词由 Harald Haas 创造，并在 Haas 2011 年的 TED 演讲中向全世界介绍。Haas 继续共同创立了 PureLiFi，该联盟的创始成员之一，也是可见光通信 (VLC) 商业化的关键推动者之一，而 Li-Fi 是其中的关键成果技术。

Wi-Fi 和 Li-Fi 之间的区别

Wi-Fi和Li-Fi最大的区别当然是传输介质。Wi-Fi 通过 GHz 频率范围内的无线电波传输，而 Li-Fi 通过光传输。802.11bb 标准并未附带新协议。虽然物理层 (PHY) 有所不同，但协议仍与 Wi-Fi 相同。这将确保 Wi-Fi 和 Li-Fi 设备之间的互操作性。例如，PureLiFi 最近发布的Light Antenna One可以与现有的 Wi-Fi 芯片组集成，并在系统中显示为另一个 Wi-Fi 频段。

首批商用 Li-Fi 产品之一：Light Antenna One

在典型的 Li-Fi 安装中，互联网和本地网络通过以太网供电 (POE) 或电力线通信 (PLC) 连接到支持 Li-Fi 的 LED。LED 将配备微控制器和光电探测器，以实现双向通信。然后，许多电池供电或移动设备可以通过 Li-Fi 接入点进行通信。

Li-Fi 以远高于人眼可检测到的频率调制 LED。在夜间，可见光谱 LED 的功率可以降低，因此数据仍然可以传输，但出于人类目的，灯光实际上已关闭。

Li-Fi 可以采用传统的单载波调制 (SCM) 和多载波调制 (MCM) 进行调制。然而，最高速度可通过 MCM 的衍生技术（称为正交频分复用 (OFDM)）实现。OFDM 利用广泛的可用光谱来实现子载波来承载多个并行数据流。研究速度已高达 224 Gb/s，但在实际情况下会较低。

Li-Fi：Wi-Fi 的伴侣而不是竞争对手？

Li-Fi 和 Wi-Fi 的优点和缺点可以很好地互补。这与设计的互操作性相结合，使 Li-Fi 既是 Wi-Fi 的竞争对手，又是其伴侣。当安全问题和干扰在可接受的范围内时，Wi-Fi 可以在建筑物内部或周围提供全面覆盖，而 Li-Fi 接入点可以在更加封闭的区域提供视距或近视距通信。

Li-Fi 合作伙伴概述了许多 Li-Fi 可以比 Wi-Fi 运行得更好或根本无法使用 Wi-Fi 的环境。例如，光可以穿透海水达 200 米，因此 Li-Fi 开启了水下遥控车辆和操作员之间高速无线通信的可能性。Li-Fi 还可用于手术或成像机械的医疗套件，而 Wi-Fi 则无法使用，因为它对设备存在潜在干扰。

除了这些专门用途之外，Li-Fi 实现的更小的蜂窝尺寸允许更多数量的接入点，与 Wi-Fi 相比，它可以向更多设备同时提供带宽。这使其成为密集物联网安装的更好选择。

Li-Fi的部分应用场景（视频）：

通过标准认证，现在就开始吧

现在，Li-Fi 标准已经获得认证，更多供应商可能会放心地投入设计和生产 Li-Fi 产品所需的研发资金。产量的增加将带来成本的降低和后续的创新。LED 的普及意味着潜在的接入点无处不在。而且，由于墙壁是坚固的安全屏障，Li-Fi 可能是使家庭和办公设备的通用连接成为安全且实用的现实的最终要素。