现在的互联网就像室内管道一样无处不在。 它已变得如此无处不在，以至于我们对那些没有互联网连接甚至没有 WiFi 信号的地方着迷。 此外，过去被视为奢侈品的东西，如今已成为现代社会正常生活的必需品。

互联网在现代社会中已经根深蒂固，如果整个互联网停止工作，结果可能是灾难性的，因为世界上大部分国家的政府都依赖互联网来提供基本功能。 此外，现代企业在很大程度上依赖互联网，不仅将其作为获取和开展业务的手段，还将其用于执行对企业至关重要的许多不同的日常任务。

鉴于互联网的严重性和纯粹的重要性，其使用需求持续增长，极大地加剧了网络拥塞。 这就需要有更新的技术来满足日益增长的需求，并提供更好的结果。 在探索替代品的可能性时，LiFi 是其中一种替代品，它可以取代目前流行的 WiFi 技术。

定义 LiFi

LiFi 是 Light Fidelity（光保真）的缩写，由该技术的先驱之一哈拉尔德-哈斯（Harald Haas）教授在 2011 年的 TEDx 演讲中提出。 WiFi 是无线保真（Wireless Fidelity）的缩写。

LiFi 是最新的通信技术之一，旨在利用可见光通信而非 WiFi 使用的无线电波来改进现有技术。 它的问世实际上具有双重目的，既能为家庭提供高空照明，又能促进数据传输。

LiFi 的推出为光无线技术提供了一种新的范式，因为它的目标是在局部环境中提供连接，同时放弃使用光缆作为光的传输介质。 相反，它利用家庭中常见的 LED 顶灯作为运输媒介。 目前，该技术能够实现每秒 224 千兆比特的最高数据传输速率，相当于每秒下载 18 部高清电影。

LiFi 如何工作？

LiFi 利用头顶照明的可见光传输数据。 通过使用可见光通信（VLC）系统进行数据传输，可以实现这一点。 VLC 系统有两个合格的组成部分：

1. 至少一个包含光电二极管的装置，用于接收光信号；以及
2. 配备信号处理装置的光源，用于传输信号。

VLC 光源可以是荧光灯或发光二极管（LED）。 然而，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。 荧光灯发出的光波长带更宽，因此其光源效率相对低于发光二极管。 另一方面，LED 是一种以非常窄的波长带发光的光源，使其成为一种更高效的光源。

LED 也是一种半导体，这意味着它可以放大光强度并快速切换。 这是 VLC 光源需要具备的重要品质，因为 LiFi 依赖于以可见光形式发射的源源不断的光子来传输数据。 当施加在光源上的电流变化缓慢时，光源会上下变暗，因此不适合作为光源，不适合用于 LiFi 系统，而适合作为家庭照明设备。 为了在 VLC 光源和家庭照明之间取得平衡，这种电流和光输出都以极高的速度进行调制，使其能够被光电二极管装置检测到，并转换回电流，但人眼无法感知。 这些信号被接收和解调后，就可以转换成连续的二进制数据流，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随时消费。

由于 LiFi 技术仍处于起步阶段，因此仍有很大的创新空间。 对现有技术的一项创新建议包括创建一个类似于传统宽带和 WiFi 的双向通信系统。 这可以通过光电探测器将可见光和红外光相互转换来实现，从而使连接的移动设备能够将数据发回光源，进行上行链路。 另一项创新建议是重新设计多色 RGB LED，与单色荧光粉涂层白光 LED 相比，可在更宽的信号范围内发送和接收数据。

真的需要更换 WiFi 吗？

考虑到互联网在现代技术中的广泛应用（没有互联网，几乎所有基本的政府和日常功能都将不复存在），也许真的有必要对现有的 WiFi 技术进行改进。 这是因为使用无线电频率作为数据传输介质存在各种限制。 这些限制包括覆盖范围有限、连接安全问题、频率干扰造成的使用限制以及网络拥塞。

LiFi 会取代 WiFi 吗？

LiFi 被认为是一种合适的替代技术，可以减轻甚至消除 WiFi 对数据网络的所有限制。 许多人甚至宣称 LiFi 是互联网连接的未来。 但真的是这样吗？ 这是否说明必须完全取消 WiFi？

为了了解 LiFi 的优点并回答它是否应该取代 WiFi，必须对这两种技术的某些方面进行比较，以了解它们之间的差距。

数据传输速度

由 LiFi 先驱罗兰-哈斯教授创办的 pureLiFi 公司在受控环境下进行的测试表明，LiFi 的速度超过 100 Gbps。 一些测试甚至显示，它可以提供高达 224 Gbps 的数据。 这些速度显然远远超过了 WiFi 的速度，目前 WiFi 的最高速度为 100 Mbps。 这是因为可见光频谱比射频频谱大 1000 倍，而射频频谱只有约 300 千兆赫。

能源效率

在 WiFi 中，数据传输需要两个无线电设备来传输无线电波。 这些无线电设备通过安装在无线电设备内的射频发射器和基带芯片不断地相互通信，仅从使用相同无线电频率的其他几个设备的噪声中分辨数据信号就需要消耗大量的能量。 相比之下，LiFi 利用头顶的 LED 灯作为数据传输的媒介。 由于它只需要一个光源和一个光电二极管来解码光信号，因此整个数据传输和通信过程所需的总能量较低。 此外，与其他形式的灯泡相比，LED 灯是一种更高效的光源。

覆盖范围

由于 WiFi 利用无线电波作为传输数据的媒介，它的覆盖范围更广，因为 WiFi 信号的传输距离最远可达 32 米（尽管在这些距离上连接速度通常较慢）。 这是因为无线电波能够穿墙而过。 这也许是 LiFi 最大的局限性，因为可见光无法穿墙而过，从而将覆盖范围限制在安装了 LED 发射器的房间内。

安全

由于 LiFi 的覆盖范围有限，这也可以被视为一件好事，因为它能提高网络的安全性。 同样，由于 LiFi 信号无法穿过墙壁，因此外力干扰有限。 这也使它非常适合在远程盗版和黑客攻击猖獗的敏感地区使用。 因此，它适用于研发、金融、国防甚至公共交通等领域。

数据密度

WiFi 最大的局限性之一就是在拥堵严重的地区容易受到影响。 用户量大的区域内的数据传输往往比用户量小的区域慢。 另一方面，LiFi 不受同样的限制，事实上，它在非常密集的环境中也能很好地工作。 特别是在有许多灯泡的区域，LiFi 仍能产生高速度，因为即使有多个用户，每个 VLC 光源也能提供相同的速度。

结论

LiFi 可以为您带来巨大的好处。 这并不是说 WiFi 无疑极大地改善了人们的生活质量，因为它为加快通信速度和改善最基本的社会功能铺平了道路。 然而，许多不同的因素也影响了它的表现。 这些因素包括拥塞、因干扰其他功能而造成的使用限制以及带宽饱和，这明显暴露了现有技术的不足。
LiFi 的引入当然值得欢迎。 当然，由于基本基础设施的限制，完全用 LiFi 取代 WiFi 几乎是不可能的。 不过，它确实是一种可行的选择，可以作为一种替代方案，特别是在对现有技术敏感的地区。