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Wi-Fi及LiFi淺談徐子婷西南大學電子信息工程學院，重慶 400715摘要：現(xiàn)今社會無線上網(wǎng)早已深入人們的心中，人們幾乎每天都離不開Wi-Fi上網(wǎng)。然而隨著用戶對無線互聯(lián)網(wǎng)需求的不斷增長，可用的射頻頻譜越來越少。2013年復旦大學實現(xiàn)LiFi上網(wǎng)，將LiFi帶入了人們的眼球。本文主要淺談一下LiFi與Wi-Fi的發(fā)展以及LiFi是否能夠替代Wi-Fi 。關鍵詞：LiFi；Wi-Fi；ZigBee ；無線上網(wǎng)A brief discussion about Wi-Fi and LiFi Xu Ziting School of Electronic and Information Engineering, Southwest University, Chongqing 400715, PR China Abstract: Wireless Internet nowadays already deep into peoples hearts, people can not surf on the internet without Wi-Fi access almost every day. But with the increasing demand for wireless Internet users ,the available radio spectrum which can be used is less and less. After the researchers in Fudan university achieved connecting to the internet by LiFi in 2013, Li-Fi has attracted peoples attention since then. This article mainly discuss about the development of LiFi and Wi-Fi ,And whether LiFi will alternative Wi-Fi or not. Key words: Wi-Fi; LiFi; Zigbee;Wireless Internet 第1章 導論一、背景2011年德國物理學家哈拉爾德哈斯在一盞小小的 LED 燈上植入一個微型芯片，使之變成一個類似于AP 的設備，利用閃爍的燈光來傳輸數(shù)字信息。 這個過程被稱為可見光通訊，人們常把它親切地稱為“LiFi”。在一些對無線電敏感的場合下（例如飛機上），都可以使用LiFi 技術。目前，Wi-Fi 作為無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕夹g，利用的是射頻信號，隨著用戶對無線互聯(lián)網(wǎng)需求的不斷增長，可用的射頻頻譜越來越少。而可見光頻譜并沒有得到利用，其頻譜寬度是射頻頻譜的1萬倍，這意味著可見光通信能帶來更高的帶寬。2013年，復旦大學信息科學與工程學院實驗室宣布，他們已成功實現(xiàn)國際前沿通訊技術LiFi(Light Fidelity，燈光上網(wǎng))。隨之，世界各國科學家加入研究，并將提高傳輸速率作為科研工作中重要的一部分，最高傳輸速率幾乎每個月都有刷新。LiFi能否革新目前的網(wǎng)絡通訊技術，它能否投入實際應用并大規(guī)模普及，甚至取代Wi-Fi等一系列問題被悉數(shù)拋出。本文今天主要向人們介紹什么是Wi-Fi和LiFi,探討一下Wi-Fi和LiFi的發(fā)展史以及其應用和前景。本文主要目的是在基于現(xiàn)行LiFi研究條件下，探討LiFi是否可以替代Wi-Fi實現(xiàn)無線上網(wǎng)，還是說在一個較長的時間內(nèi)LiFi需要Wi-Fi相輔相成共同發(fā)展。第2章 正文二、Wi-Fi簡述1、什么是WI-Fi?Wi-Fi，中文名無線保真 ，是一種可以將個人電腦、手持設備（如PAD、手機）等終端以無線方式互相連接的技術 ，事實上它是一個高頻無線電信號。無線保真是一個無線網(wǎng)路通信技術的品牌，由Wi-Fi聯(lián)盟所持有。目的是改善基于IEEE 802.11標準的無線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性?，F(xiàn)時一般人會把Wi-Fi及IEEE 802.11混為一談。甚至把Wi-Fi等同于無線網(wǎng)際網(wǎng)路。無線網(wǎng)絡在無線局域網(wǎng)的范疇是指“無線相容性認證”，實質(zhì)上是一種商業(yè)認證，同時也是一種無線聯(lián)網(wǎng)技術，以前通過網(wǎng)線連接電腦，而無線保真則是通過無線電波來連網(wǎng)；常見的就是一個無線路由器，那么在這個無線路由器的電波覆蓋的有效范圍都可以采用無線保真連接方式進行聯(lián)網(wǎng)，如果無線路由器連接了一條ADSL線路或者別的上網(wǎng)線路，則又被稱為熱點。2、Wi-Fi的發(fā)展史自1997年現(xiàn)世至今，已有五代Wi-Fi標準了。第一代，1997年最早出現(xiàn)的802.11標準。第二代，1999年出現(xiàn)的IEEE 802.11b標準（也就是我們常說的Wi-Fi）。第三代，2002年左右推出的802.11g/a標準。第四代，從2007年開始一直沿用到現(xiàn)在的802.11n標準，無線傳輸速率從最初的2M提升至150M、300M、450M甚至是600M，無線技術正在飛速發(fā)展。第五代Wi-Fi，即802.11ac標準。802.11ac提供了3倍于802.11n的無線速率（目前可提供1.35Gbps的無線傳輸速率），并將功耗降低為以前的1/6；它還將帶寬擴大了4倍（使用160MHz頻道）；利用更高速的調(diào)制方案（256QAM）實現(xiàn)了高效率數(shù)據(jù)傳送，同時降低了能耗；并利用波束成形實現(xiàn)了更高的可靠性、更長的傳輸距離和更大的覆蓋范圍。Wi-Fi出現(xiàn)以后，并不是一開始就像現(xiàn)在這樣風靡并且?guī)缀踉诔鞘兄袩o所不在的，也并不是一開始就受到了各界青睞的，接下來我將介紹一下WI-Fi的市場發(fā)展史。20002002年是Wi-Fi市場起步階段， Wi-Fi無線網(wǎng)絡剛剛推出市場時，運營商并不感冒，倒是很多獨立廠商最先體驗了一把。很多服務提供商本著為高端商業(yè)客戶提供移動狀態(tài)下高速的互聯(lián)網(wǎng)接入服務的目的，以極大的熱情投身到建設Wi-Fi無線網(wǎng)絡熱點的行列中。作為先行軍的一支，MobileStar是最先倒掉的，除了因為802.11b的安全標準并不成熟外，作為獨立運營的回傳成本太高，用戶側(cè)定價不合理，熱點的規(guī)模經(jīng)濟不能有效體現(xiàn)等也是造成運營失敗的原因。由Intel和IBM支持的Cometa Network也隨后宣布破產(chǎn)，獨立運營的商務運營模式伴隨著這些中小企業(yè)的紛紛破產(chǎn)而宣布失敗。以后的幾年內(nèi)，以批發(fā)方式為主的Wi-Fi無線網(wǎng)絡運營模式才逐漸被公眾Wi-Fi市場所接受。服務提供商通過與其它服務提供商和場地運營商（如星巴克、麥當勞等）簽訂協(xié)議來實現(xiàn)更大范圍的熱點使用20032007年是發(fā)展階段，此時的運營商對Wi-Fi投入了極大的熱情，其中尤以固定業(yè)務為主的電信運營商為代表。這是因為他們擁有優(yōu)勢的寬帶ADSL，通過與固定寬帶形成捆綁融合，將會增強固網(wǎng)用戶在Wi-Fi無線網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動體驗。同時，運營商建設熱點的方式也變得更加靈活，除了自己投資建設和合作建設外，具有鮮明互聯(lián)網(wǎng)精神的社群建設模式也開始流行起來。除了提供互聯(lián)網(wǎng)接入外，以UMA為特色的雙模語音業(yè)務也相繼推出。借此移動運營商試圖通過將室內(nèi)的移動話務從蜂窩網(wǎng)旁路到低成本的Wi-Fi無線網(wǎng)絡上，可以大幅度節(jié)省在移動頻譜上的投資和蜂窩網(wǎng)絡的運營成本，從而可以將授權頻譜和資金運用到更需要擴充容量的區(qū)域。2008年至今為成熟階段，在以FMC為理念的UMA發(fā)展陷入泥潭，Wi-Fi無線網(wǎng)絡的發(fā)展舉步為艱之時，3G高速發(fā)展帶來的問題卻又帶給了Wi-Fi的大展拳腳的應用機會。事實上，伴隨著3G的快速發(fā)展，越來越多的運營商正在推出（或考慮推出）允許Wi-Fi無線網(wǎng)絡訪問其PS域數(shù)據(jù)業(yè)務的服務，以緩解蜂窩網(wǎng)數(shù)據(jù)流量壓力，在新的市場環(huán)境下，Wi-Fi無線網(wǎng)絡的應用又迸發(fā)出新的活力。3、Wi-Fi應用及發(fā)展現(xiàn)今隨著無線網(wǎng)絡的覆蓋范圍越來越廣泛，Wi-Fi早已應用于生活中的許多方面，譬如網(wǎng)絡媒體、掌上設備、日常休閑、客運列車、我們在很多地方都習慣與用Wi-Fi上網(wǎng)來看視頻、瀏覽網(wǎng)頁、聊天、通訊，可以說利用Wi-Fi上網(wǎng)已經(jīng)成為我們生活的一部分。而今天我將談到的應用并非是平常我們所熟悉的一些應用，而是正在構建的一些設想跟研究。3.1以Wi-Fi和ZigBee聯(lián)合定位的消防滅火救援系統(tǒng)目前消防部門和產(chǎn)業(yè)界對滅火救援移動系統(tǒng)研究較少。由于部分火災發(fā)生時間、地點、形勢具有不確定性的特點，現(xiàn)有各種網(wǎng)絡可能覆蓋不到事發(fā)區(qū)域，另外一些預先布置的監(jiān)控檢測系統(tǒng)可能受到破壞，導致事故現(xiàn)場無法提供實時數(shù)據(jù)的采集和傳送，導致指揮員無法實時全方位的監(jiān)控，對事故決策造成影響。Wi-Fi技術是當前生產(chǎn)和生活中廣泛采用的無線局域網(wǎng)技術，具有覆蓋面廣 、組網(wǎng)靈活、傳輸速率高等優(yōu)點，Wi-Fi定位技術更是具有精度高、對網(wǎng)絡變動適應性好的特點，因此在制定移動滅火救援方案時，應優(yōu)先考慮 Wi-Fi作為基礎定位技術。鑒于 Wi-Fi 的抗干擾能力比較差，在實際生產(chǎn)生活中，獨立地使用Wi-Fi技術進行室內(nèi)定位已不足以滿足人們對實時準確定位的需求，特別是在處理移動滅火救援問題中。在定位領域應用廣泛的就是ZigBee定位技術。ZigBee節(jié)點可進行數(shù)據(jù)采集并有自組網(wǎng)功能。ZigBee 節(jié)點具有能耗低、可靠性強、時延短、容量大等優(yōu)點。其缺點是網(wǎng)絡拓展性不強，只在特定范圍內(nèi)定位精度較高，另由于ZigBee傳輸速度較低，因此只能傳輸定位過程中的簡單信息。因此若將ZigBee和 Wi-Fi相結合，利用ZigBee進行局部范圍的定位，利用Wi-Fi進行較大范圍的定位，則可以彌補雙方的缺陷，提供較好的定位效果，能夠適應火場變化復雜的環(huán)境。在移動滅火救援中，還需要采集和傳輸數(shù)據(jù)量較大的圖像、聲音等信息。與 ZigBee 技術的低數(shù)據(jù)速率的傳輸相比，Wi-Fi優(yōu)勢凸顯。因此， 為了滿足移動滅火救援的具體需要，采用以Wi-Fi定位為主ZigBee為輔的火場定位方案，通過信息融合技術，將Wi-Fi和 ZigBee技術結合實現(xiàn)更加精確的實時定位；與此同時，還可利用 ZigBee技術組建無線傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡，監(jiān)測和報警人員活動情況，傳輸小數(shù)據(jù)量的監(jiān)測活動信息；利用Wi-Fi技術組建無線監(jiān)測局域網(wǎng)絡，根據(jù)無線傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡監(jiān)測的情況采集相關的圖像或聲音信息，傳輸大數(shù)據(jù)量的監(jiān)測活動信息，同時提供好的系統(tǒng)擴展性。3.2基于Wi-Fi的協(xié)作學習環(huán)境的構建在我們身邊,無線上網(wǎng)已成為人們生活、學習、娛樂的家常便飯,它克服了有線的束縛，隨時隨地地接入改變了人們學習方式，提高學習效率。基于Wi-Fi的協(xié)作學習環(huán)境有三個層次,校園層面的，教室層面的和協(xié)作小組層面 的.在校園層面,以校園網(wǎng)為依托,學生可以登錄校園網(wǎng)的資源和管理系統(tǒng),進行學習、交流或參與學校的活動；在教室內(nèi)可以在教師指導下，通過Wi-Fi展開各種靈活的學習活動，完成每節(jié)課的任務；在協(xié)作小組間，可以展開協(xié)作學習，共同完成單元任務 。3.3 Wi-Fi網(wǎng)絡實名認證互聯(lián)網(wǎng)實名認證體系的核心思想是用戶提供個人身份信息 進行實名認證。利用網(wǎng)名進行上網(wǎng)。用戶在公安機關進行上網(wǎng)注冊時采用真實信息，再經(jīng)過一段時間的處理之后 ，經(jīng)過身份審核后，公安機關會給每一個用戶發(fā)一個唯一的網(wǎng)名用戶可以利用這個唯一的網(wǎng)名在網(wǎng)絡上進行各種信息的索取與其他網(wǎng)絡相關操作。通過這個途徑，任何單位、組織、或者個人都無法在互聯(lián)網(wǎng)上通過網(wǎng)名獲取用戶的真實身份信息，同時也就保障了用戶的個人身份信息不被泄露。另外，只有通過授權的罔家相關機構和人員才能夠?qū)τ脩舻纳矸菪畔⑦M行相關查詢以及獲取。并且，在查詢或者獲取的過程巾，操作人員的各項網(wǎng)絡操作都會經(jīng)過嚴格的審計和審查。在Wi-Fi網(wǎng)絡的實名認證方法中。實名認證體系對認證基礎設施提供的安全功能進行了服務化封裝 ，與此同時，也在很大程度上屏蔽了安全認證基礎設施的多種具體特性 。通過這種方法，在相同的認征服務接口 (一個自動化系統(tǒng)與另一個自動化系統(tǒng)或人之間的共享邊界）下。根據(jù)下層使用的基礎設計的不同。認征服務向廣大用戶們所提供的認證功能也可以進行相應的切換、除此之外,網(wǎng)絡的實名認證系統(tǒng)采用的是可拓展的體系構架。因此，在Wi-Fi網(wǎng)絡的實名認證系統(tǒng)中，可以動態(tài)地進行各種認證基礎設施的插入等等操作。Wi-Fi網(wǎng)絡的實名認證方法具體可分為以下幾種：服務及標識符(SSID）、物理地址過濾(MAC)、有線對等保密(WEP)、Wi-Fi保護接入(WPA)、端口訪問控制技術、支持用戶名和手機方式的改進型Web認證、HTTP 攔截、以及HTTP重定向。除以上提出的三個應用外，還有變頻空調(diào)器的Wi-Fi控制系統(tǒng)設計、基于Wi-Fi網(wǎng)絡的建筑現(xiàn)場監(jiān)測技術等應用討論，此處不一一贅述?？偠灾捎赪i-Fi的便捷性及其普遍性，其他領域關于Wi-Fi的應用探討非常普遍，尤其是物聯(lián)網(wǎng)領域。Wi-Fi在相當長的一段時間內(nèi)仍將惠及我們，并且或許會更加惠及我們。三、LiFi簡述1、為什么提出LiFi上網(wǎng)？作為無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖钪饕夹g，Wi-Fi利用了射頻信號。然而，無線電波在整個電磁頻譜中僅占很小的一部分。而隨著用戶對無線互聯(lián)網(wǎng)需求的增長，可用的射頻頻譜正越來越少。由于可見光頻段的可用頻譜范圍極寬，資源非常充足，所以科學家在設計LiFi無線網(wǎng)絡時，可以將通訊的信道寬度設得更大，并行的信道數(shù)目也可以設得更多，這樣一來數(shù)據(jù)的傳輸速度就能達到極大的提升。因此各國研究團隊都將提高傳輸速率作為科研工作中重要的一部分，最高傳輸速率幾乎每個月都有刷新。與Wi-Fi相比，LiFi的好處有很多，所以各國都希望率先取得更多成果，在新的技術領域占得先機。Wi-Fi依賴看不見的無線電波傳輸，設備功率越來越大，局部電磁輻射勢必增強；無線信號穿墻而過，網(wǎng)絡信息不安全。而這些安全隱患，在可見光通信中就能被避免。2、什么是LiFi?Li-Fi(Light Fidelity)是一種全新的無線數(shù)據(jù)傳輸技術，屬于可見光通訊(Visible Light Communications，縮寫為VLC)的范疇。光和無線電波一樣，都屬于電磁波的一種，傳播網(wǎng)絡信號的基本原理是一致的。研究者給普通的LED燈泡裝上微芯片，通過微芯片控制LED燈泡的明滅變化，同時將二進制數(shù)據(jù)編碼成光信號：燈亮表示1，燈滅表示0。由于頻率太快，人眼根本覺察不到，光敏傳感器卻可以接收到這些變化并解調(diào)出來。就這樣，二進制的數(shù)據(jù)就被快速編碼成燈光信號并進行了有效的傳輸。 LED作為半導體器件，這種高速的亮滅即開關的通斷能力是它的特性，而白熾燈因為在亮滅的變化過程中非常容易被損壞，且亮滅變化動作太慢，不具備這種通信功能。3、LiFi的發(fā)展2011年德國物理學家哈拉爾德哈斯在一盞小小的 LED 燈上植入一個微型芯片，使之變成一個類似于AP 的設備，利用閃爍的燈光來傳輸數(shù)字信息。 這個過程被稱為可見光通訊，人們常把它親切地稱為“LiFi”，這就是LiFi的出現(xiàn)起始。2013年在復旦大學的實驗室里，研究人員將網(wǎng)絡信號接入一盞1W的LED燈珠，燈光下的4臺電腦就能上網(wǎng)了，實驗中，最高單向傳輸速率達到3.7G每秒，創(chuàng)造了可見光無線通信領域的單向傳輸速度紀錄。實驗中的實時系統(tǒng)平均上網(wǎng)速率達到150M，堪稱當時世界最快的“燈光上網(wǎng)。隨之，各國科學家都進入了LiFi領域的研究，并將提高傳輸速率作為科研工作中重要的一部分，最高傳輸速率幾乎每個月都有刷新。100 Gbps是LiFi能做到的網(wǎng)絡傳輸速率，是現(xiàn)有Wi-Fi網(wǎng)絡的十倍以上。據(jù)Spectrum報道，日前，牛津大學的研究團隊已經(jīng)設計了一套LiFi系統(tǒng)，實現(xiàn)了這個級別的網(wǎng)絡速度。4、LiFI的優(yōu)點第一、便利安全。這是可見光通信受追捧的最大原因之一。眾所周知，LED有望成為最常見的照明工具，而依托LED的可見光通信技術將擁有覆蓋廣泛的網(wǎng)絡基礎，理論上只要在LED燈泡中植入一個芯片。即可實現(xiàn)無線通信。此外，可見光通信由于不能穿透物體傳播，所以相比Wi-Fi(具有穿墻性)具有較好的安全性。第二、高帶寬高效率?？梢姽獾念l譜帶寬是目前電磁波帶寬的10000倍。據(jù)報道，當前實驗室測試可見光通信的最高速度可達1G(實際應用往往是幾兆到上百兆)，理論上能達到和Wi-Fi同等的傳輸速度，且在多臺設備同時上網(wǎng)時不會影響無線傳輸速度。對于電磁波敏感的應用環(huán)境，如醫(yī)院、軍工設備等，也有相當?shù)闹?。第三、低碳綠色?？梢姽鈱τ谌祟悂碚f是綠色、無輻射傷害的物質(zhì)。因此用光來作為無線通信的媒質(zhì)，是一種對人類發(fā)展更健康、更可取的方向。同時，由于依托LED這種低能耗設備，可見光通信不需要額外使用Wi-Fi路由器等耗能設備。但是，在可見光通信擁有便利安全、高帶寬高效率、低碳綠色等優(yōu)點之外，人們亦不能回避其自身存在的問題及其對普及推廣所產(chǎn)生的影響。5、LiFi發(fā)展的瓶頸LiFi無線上網(wǎng)的實現(xiàn)還存在極大瓶頸。首先需要解決的便是光的傳輸問題。在通訊上，當電磁波的頻率越低時，其抗干擾能力和穿透能力越強，允許的最大傳輸距離也就越大。對于可見光來說，由于其頻率是Wi-Fi、蜂窩網(wǎng)絡所用電磁波的幾十萬倍，其抗干擾能力、穿透能力與這兩者相比也就大幅降低，只要在收發(fā)兩點之間用東西擋住這些光線，信息傳輸就會立刻中止，更加不用說是穿墻而過了。其次LiFi技術另一問題則是反向通信。通信并不是單向的，只有有接收并且有反饋，才能稱之為通信，上網(wǎng)不僅要做到數(shù)據(jù)的下載，還需要數(shù)據(jù)的上傳。目前各國研究團隊的技術都能夠做到利用LiFi實現(xiàn)上網(wǎng)數(shù)據(jù)的下載，復旦大學針對數(shù)據(jù)上行，采用了兩套系統(tǒng)，分別是可見光上行和紅外上行。所謂可見光上行，即需要在電子設備上安裝一個燈泡，而紅外上行雖然肉眼看不見，但是速率卻較低，因此并不理想。故而可見光通信想要實現(xiàn)上網(wǎng)功能可能并不能推廣，因為可見光通信并不適合做信息的雙向傳輸，如果反向信號上網(wǎng)的話，每個燈必須接上網(wǎng)線。如果信號回傳，接收設備也要安裝燈泡，而且還要對得很準，否則速度上不來。故而單向傳輸更適合可見光通信，將可見光技術運用于不需要信息回傳的地方，例如電視、收音機、交通燈等等，只需要做到信息從信息源下載，例如航班信息下載，廣告信息下載等再次，LiFi技術最核心也最實際的問題，是芯片問題。在復旦實驗室，研究人員實驗所采用的設備有兩個筆記本大小。想要縮小設備，就必須將芯片縮小，需要有資金支持芯片技術的研發(fā)。然而現(xiàn)今LiFi技術還不成熟，要像Wi-Fi那樣實現(xiàn)芯片的產(chǎn)業(yè)化是很不現(xiàn)實的。而且還有環(huán)境干擾的問題和通信距離問題。環(huán)境光源(如太陽光)很有可能對可見光通信產(chǎn)生干擾，致使通信不能完成或者不穩(wěn)定。還有距離上雖然實驗室環(huán)境能達到1G帶寬，但實際環(huán)境中很難達到，正常帶寬估計會在幾兆至百兆范圍內(nèi)，而且隨著距離加大，這個數(shù)字可能會快速降低。最后LED燈是可見光通信中的重要環(huán)節(jié)，如何讓其從實驗室走向千家萬戶是目前最主要的問題。而可見光通信對于LED燈的要求，究竟是以照明為主，還是以通信為主，仍舊是業(yè)界爭論不休的問題。6、LiFi的未來展望較之Wi-Fi，LiFi具有經(jīng)濟和速度快等明顯優(yōu)勢。在哈斯的美好設想中，如果LiFi得到普及，那么全世界約140億盞燈泡都可以成為觸手可及的互聯(lián)網(wǎng)接入點，幾乎不需要新建任何新的基礎設施。此外,“可見光頻譜的寬度是射頻頻譜的1萬倍”，這意味LiFi能提供更高的帶寬和更快的網(wǎng)速。哈斯此前估算LiFi能帶來高達1G的數(shù)據(jù)傳輸速度，而復旦大學研究中的最高速率達325G，牛津大學實現(xiàn)100Gbs,這對于追求效率的現(xiàn)代人來說，無疑是莫大的便捷。但是基于LiFi發(fā)展所遇到的這些瓶頸，可見光通信將不能完全取代無線通信，而在一些特定應用場景中，如醫(yī)院、高鐵、飛機機艙內(nèi)、油氣，礦井等，可見光無線通信系統(tǒng)則將成為最佳選擇。在醫(yī)院，通信網(wǎng)絡可依賴于LED照明系統(tǒng)提供用戶端至接入點的短距離通信；在飛機內(nèi)，旅客通過座位上方的閱讀燈入網(wǎng)。在礦井，礦工們依靠頭盔上已裝配的LED照明燈可互換信息，亦可以通過隧道照明燈的接入，將信息傳遞至井外，方便礦工定位和井下實時監(jiān)控。我個人認為不是用可見光通信去取代Wi-Fi，而是相互補充。就像復旦大學教授說的那樣，LiFi有它獨有的應用，找到發(fā)揮可見光通信的特點單向、中速、可控區(qū)域這三點加在一起的應用，就能真正讓可見光通信發(fā)揮它的巨大作用。四、LiFi是否可替代Wi-Fi市場對可見光通信的熱捧，很大程度上源于將可見光通信視為當前Wi-Fi傳輸?shù)奶娲摺５珡膶嶋H情況來看，即使未來可見光通信技術上逐步成熟，產(chǎn)業(yè)界也不認為其能對Wi-Fi產(chǎn)生顛覆性革命。首先在于通信效果上LiFi并不比Wi-Fi有太多優(yōu)勢，反而因為可見光“不能穿透物體”等特性，導致其家庭應用很不方便，可見光通信目前還不具備發(fā)展條件，而且當前Wi-Fi已經(jīng)非常成熟，LiFi靠什么去和Wi-Fi競爭，值得人們好好考量。其次在于傳輸速度,雖然可見光通信號稱能達到上G帶寬，但實際應用中的帶寬不比Wi-Fi有優(yōu)勢。而據(jù)了解，Wi-Fi聯(lián)盟正在制定的新傳輸標準，已有望達到上G的高速帶寬。第三在于成本方面。由于依托LED燈光實現(xiàn)信息傳輸，節(jié)省了其他網(wǎng)絡設備的費用，所以低成本是可見光通信的一個重要賣點。然而從當前情況看。成本是制約可見光通信的很大因素。一方面，可見光通信設備目前比較昂貴。以上海寬帶中心和復旦大學研發(fā)的LiFi來看，僅一套設備就要35萬元，可見短期內(nèi)無法實現(xiàn)商用。而且即便技術和產(chǎn)業(yè)化相對成熟，LiFi設備也需要更低的價格(如幾元幾十元)才能和Wi-Fi一較高下。據(jù)調(diào)查，目前家用Wi-Fi最便宜的可達數(shù)十元，能夠覆蓋多個房間。所以在成本無法展現(xiàn)相應競爭力的情況下，可見光通信在家庭應用方面很難推廣；而反之，其推廣范圍不夠大，集成有LiFi芯片的LED燈也就更難降低成本。另一方面，LED室內(nèi)照明推廣也并非一帆風順。國家973計劃項目首席科學家徐正元強調(diào)：與政府大量投入的室外道路照明不同，LED室內(nèi)照明要想被千家萬戶接受，還需進一步提高能效、降低成本。這表明，LED照明可能并非能在短期內(nèi)普及。故而，作為一種新的無線網(wǎng)絡傳輸技術，可見光通信雖然在節(jié)能性、安全性等方面存在一定優(yōu)勢，但相比Wi-Fi等現(xiàn)有無線通信技術，LiFi很難實現(xiàn)顛覆性的通信革命，而極可能成為現(xiàn)有無線通信技術的互補性解決方案。這一觀點被從事LiFi研發(fā)的英國愛丁堡大學教授哈拉爾德哈斯、復旦大學教授遲楠所認可。一方面，技術標準的成熟還需時漫長。要實現(xiàn)可見光通信成熟應用，意味著LiFi產(chǎn)品要同時符合通信和可見光的技術標準，這一過程將持續(xù)較長時間，業(yè)內(nèi)專家指出， “可見光通信還存在很多關鍵問題沒有解決。從實驗室成功到真正應用階段還有很多未知因素。以當年光纖通信發(fā)展過程為例，其從實驗室階段到大規(guī)模應用用了近50年?？梢姽馔ㄐ畔胍叱鰧嶒炇?，還有很長的路要走”。另一方面，國內(nèi)可見光技術研究前景并不樂觀。雖然可見光通訊技術標準仍在研發(fā)之中，但國內(nèi)可見光研究遠遠落后于國外，尤其是當前主導和推動可見光通訊技術研發(fā)應用的組織一可見光通訊聯(lián)盟，主要由卡西歐、NEC、松下電氣、三星等國外電信廠商所壟斷，他們正在積極推進形成可見光通信領域的標準。未來的可見光通信市場很可能繼續(xù)由國外廠商所主導。然而需要注意的是這些結論也只是基于現(xiàn)今的實際情況得出的，至于最終的未來Wi-Fi和LiFi是相互補充還是LiFi最終替代Wi-Fi，雖然我個人更傾向于前者。然而或許有一天LiFi所遇到的這些瓶頸都可以解決，LiFi最終實現(xiàn)無線上網(wǎng)而替代Wi-Fi，實現(xiàn)燈泡上網(wǎng)。畢竟每一項技術的出現(xiàn)都不是一蹴而就的，而是經(jīng)過無數(shù)科學家的研究，由量變實現(xiàn)質(zhì)變，最終改變我們的世界的。第3章 結論五、結論自從1997年Wi-Fi現(xiàn)世至今，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及運營是商對Wi-Fi的研究，現(xiàn)在人們已經(jīng)幾乎可以隨時隨地的使用Wi-Fi進行無線上網(wǎng)了，寢室、超市、校園、各大公園廣場、地鐵站、火車站都遍布著Wi-Fi。Wi-Fi以其覆蓋性，方便性深入千家百戶，隨著科技的發(fā)展，Wi-Fi也在多種領域?qū)崿F(xiàn)著其