LiFi技术原理、优缺点，可见光无线通信技术应用领域

LiFi系统是一个复杂的通信系统，集成了许多不同的组件/功能和软件，如用于发光的LED，光传感器，电源管理，调制编码和解调解码系统，网络管理嵌入式软件等。

据麦姆斯咨询介绍，光保真（LiFi）技术是由德国物理学家HaraldHaas于2011年提出的一种光学无线通信（opticalwirelesscommunication，OWC）技术。LiFi能够使用电磁频谱的可见光部分以非常高的速度传输信息。得益于发光二极管（LED）的发展，LiFi的价值在今天得到了高度重视，LED成为能够高速传输信息的高频半导体光源。LED以人眼无法察觉的高频调制信号实现这种高速通信。

lifi技术原理

利用LED灯作为信号发射源，通过在LED灯泡中增加一个微芯片，控制灯的亮灭来编码信息，灯亮表示1，灯灭表示0。LED灯发出肉眼察觉不到的高速明暗闪烁的编码信息，光敏传感器接收到这些变化，利用解码芯片恢复出与发端一样的数据信息，进而完成无线数据的发送与接收。通过这种方式，利用安装在LED灯上的微编码芯片可以将数据信息调制成光信号发射出去，此时经过改装后的LED灯相当于一个LIFI热点。该LED灯发射的光信号类似于AP(WIFI热点)设备发射的电磁信号。用户通过安装有LIFI接收设备的智能手机、笔记本电脑、平板电脑等数据终端接收并解码该LED灯发射的光信号，实现上网功能。LiFi技术是运用已铺设好的设备（无处不在的灯泡），只要在灯泡上植入一个微小的芯片，就能变成了类似于AP（WiFi热点）的设备，使终端随时能接入网络。

随着近年固态照明（SSL）技术的蓬勃发展，LED现在常用于灯具和许多其他照明设备，被视为LiFi系统的潜在数据提供者。

lifi技术优点有哪些？

与其它OWC技术相比，LiFi具有以下优势：

速度：在多次演示中已实现高速率数据传输，LiFi速度有时能比Wi-Fi快10~100倍；

安全性：使用现有技术可以轻松控制可见光束和强度；

节能：通信的传输能量由可见光承载，而可见光本质上可同时用于照明应用；

密度：通过适当的调制解决方案，可以大大提高无线传输容量；

安全性：对于对人体可能有害的无线电通信，光通信是有力的潜在替代方案；

高带宽：可见光谱代表大带宽，无需许可，可免费使用；

低成本：LiFi系统比无线电技术需要的组件更少。

LiFi相比WiFi有两大优势

LiFi比WiFi厉害的地方主要在于这两点：

第一，安全性强。WiFi的传输主要是利用无线电波传输，无线电有一个频率，这个频率是可以破解的。但是LiFi是利用可见光进行信息传输，光的成分复杂，具有波粒二象性。简单来说，就是用光传播的LiFi更加安全。可以避免建筑外的WiFi盗用，室内的信息不会泄露到室外。

第二，速度快。世界上传播速度最快的光速，LiFi是利用可见光进行信息传输，而WiFi是无线电传播。因此LiFi的传播速度比WiFi更快。

lifi技术的缺点（局限）

虽然LiFi比WiFi更安全，也更快。但是现在的LiFi技术依然有着种种局限。

第一，反向通信。目前LiFi技术最大的局限应该是反向通信，从LED灯泡可以发射信号到终端上，但是如何确保终端反射信号回LED灯泡并没有得到完美解决。

第二，通信距离。虽然LiFi的速度更快，但是传输距离并没有保证。现在WiFi的传输距离也是有限的。如何保证用一套LiFi设备满足全家的LiFi需求仍然是科学家们目前急需解决的问题。

第三，干扰环境。LiFi主要依靠可见光进行数据传输，虽然LED灯可以将光线调制人眼看不见的范围，但如果光线过亮也会影响LiFi的正常传输。当信噪比（正常电子信号与设备额外产生的信号之比）过小时，信息的传输就会失真，正常的信息传输将会被弱化。

现在的第三代LiFi产品如果阻断光源，数据传输仍然会中断。LiFi技术毫无疑问是一个比WiFi更优秀的数据传输技术，但是由于种种局限全面普及推广可能尚需时日。相信在不久的将来，这种数据传输技术将会彻底改变我们的生活。

可见光无线通信技术应用领域

许多应用可以受益于LiFi技术：特种电子设备、水下数据通信、医疗保健、汽车和运输以及教育等。

(1)智能交通:由于夜晚没有白天自然光的干扰，LIFI运行效果更好。将路灯作为基站，建设一个光通信网络，在交通领域能发挥积极的作用。车灯作为接收器可接收光信号，并通过解码芯片和显示芯片将光信号还原成数据信息并通过显示屏显示出来。用户通过该网络可查询交通状况，合理的选择交通路线，缓解交通拥堵的状况。在交通安全方面的应用中，当前车检测到后车跟随距离小于5米时，可通过尾灯发出提醒保持车距的信号，后车头灯接收到信号后，做出减速的动作。当车速过快LIFI接收设备数据解码超过各路段的限速要求时，路灯就会向该车发出减速信号，提醒车主减速。给每个LED照明灯调制一个路标信息，对不清楚路线的车主，通过车灯的光敏接收器接收路标信息，可完成导航功能。

(2)智能家居:用户通过自主设计的手机APP控制手机闪光灯，发出调制的光信号控制开门，可替代传统的钥匙，免去带钥匙的繁琐和丢钥匙的风险。将家里天花板上的照明灯改装成可180度视角发射光信号的LIFI热点，设置一个多功能开关用于控制该光源。在各电器上安装LIFI接收设备，通过多功能开关可控制各电器的通断和运行。

(3)智能定位:由于目前的通信网络采用电磁波传输信号，在一些电磁波无法传播的场所如矿井中无法实现通信，当发生矿难时，矿井中的矿工因无法与外界通信而失去联系，加大了营救难度和伤亡程度。LIFI技术的出现能有效监测和定位矿工的位置。在每位矿工头盔上配置的LED照明灯调制一个独一无二的代码，作为身份标识。通过隧道照明灯搭建的网络，可将身份信息传至井外，实现与外界的通信。

从本质上讲，LiFi有助于解决众多应用中的特定问题：例如，通过使用光纤代替铜线缆减少飞机的重量，或消除医院中电磁干扰的风险。更广泛来说，LiFi还可以为通信网络提供额外的带宽容量（技术可实现时）。

以上就是lifi技术原理、优缺点、应用领域的相关知识介绍，关于在此背景下，技术/系统集成将成为LiFi发展的关键，但需要了解的是，组件/功能的选择（例如LiFi系统设计）在LiFi系统性能中也扮演着重要作用。