LIFI技术及其应用与发展
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LiFi技术简介LiFi(Light Fidelity)是一种新兴的无线通信技术,它使用可见光谱来传输数据。
与传统的无线通信技术相比,LiFi具有更高的传输速度和更好的安全性。
本文将介绍LiFi技术的工作原理、优点和应用领域。
工作原理LiFi技术利用可见光谱中的闪烁速度进行数据传输。
光源通过调制电流来改变光的亮度,从而快速闪烁。
接收器使用光传感器来接收光信号,并将其转换为数字信号。
通过这种方式,数据可以以非常高的速度通过可见光进行传输。
优点LiFi技术具有许多优点,使其成为一种有吸引力的通信技术。
1.更高的传输速度:相比传统的无线通信技术,LiFi提供更高的传输速度。
由于光信号可以非常快速地闪烁,因此数据传输速度可以达到几十Gbps,远超过4G和Wi-Fi的传输速度。
2.更好的安全性:由于LiFi使用可见光进行通信,它的信号无法穿透墙壁。
这意味着只有在光照到达的地方,数据才能被接收到。
因此,LiFi具有更好的安全性,难以被黑客窃听。
3.减少电磁干扰:由于LiFi使用光信号进行通信,它不会产生电磁干扰。
这对于某些特殊环境,如航空器或医院等对电磁干扰敏感的地方非常有益。
应用领域LiFi技术在许多领域具有广泛的应用潜力。
1.室内定位:由于LiFi信号无法穿透墙壁,因此可以使用LiFi来实现室内定位系统。
通过在室内安装LiFi接收器,可以精确定位人员或物品的位置。
2.智能家居:LiFi技术可以与智能家居系统集成,使家庭中的各种设备进行无线通信。
通过使用LiFi,可以实现高速的传输速度,从而更好地支持智能家居设备之间的数据传输。
3.无线网络覆盖不良区域:在某些地方,如高密度建筑物或电磁干扰环境下,无线网络的覆盖可能不理想。
在这种情况下,使用LiFi可以提供更好的通信效果,改善网络连接。
4.医疗领域:在医疗设施中,电磁干扰是一个严峻的问题。
由于LiFi技术可以减少电磁干扰,因此可以在医院内实现可靠的无线通信,而不会对医疗设备造成干扰。
中国lifi行业报告中国LiFi行业报告。
LiFi(Light Fidelity)是一种无线通信技术,利用可见光通信(VLC)传输数据,与Wi-Fi相比,LiFi具有更高的安全性、更快的传输速度和更大的带宽。
随着中国信息通信技术的迅速发展,LiFi作为一种新兴的通信技术,正在逐渐引起人们的关注。
本报告将对中国LiFi行业的发展现状、市场前景以及存在的问题进行分析和展望。
一、发展现状。
1. 技术发展。
中国LiFi技术的发展起步较晚,但近年来取得了长足的进步。
国内外企业纷纷投入研发LiFi技术,推动了LiFi技术的不断创新和突破。
目前,中国LiFi技术已经实现了在办公场所、公共场所、车联网等领域的商业化应用,并取得了一定的市场成绩。
2. 产业发展。
中国LiFi产业链逐渐完善,涉及LiFi芯片、LiFi模块、LiFi通信设备、LiFi应用系统等多个领域。
一批LiFi技术领军企业崛起,形成了一定的产业规模和影响力。
同时,政府对LiFi技术的支持力度也在不断加大,为LiFi产业的发展提供了政策和资金上的支持。
二、市场前景。
1. 应用前景。
随着5G时代的到来,人们对通信技术的需求不断增加。
LiFi作为一种新型的通信技术,具有更高的传输速度和更大的带宽,能够满足人们对通信的高速、安全、稳定的需求。
因此,LiFi在办公场所、医疗领域、智能家居、智能交通等领域有着广阔的应用前景。
2. 市场规模。
根据市场研究机构的数据显示,中国LiFi市场规模逐渐扩大,预计未来几年将保持较快的增长速度。
LiFi技术的商业化应用将成为未来市场增长的主要驱动力。
同时,随着LiFi技术的不断成熟和普及,LiFi产业链上下游企业将迎来更多的商机。
三、存在问题。
1. 技术标准。
目前,LiFi技术的标准化工作尚未完全完成,各个厂商之间的产品兼容性较差,这给LiFi技术的推广和应用带来了一定的障碍。
因此,制定统一的LiFi技术标准将成为未来LiFi技术发展的重要任务。
可见光通信技术的研究与发展随着信息技术的不断发展,可见光通信技术逐渐进入人们的视线。
可见光通信技术,又称为LiFi技术,是一种基于可见光通信原理,利用LED灯作为通信载体进行数据传输的新型通信技术。
相对于传统的无线通信技术,LiFi技术优势明显,其通信速度更快,安全性更高,环保性更好。
在未来的智能化时代,LiFi技术有望成为人们日常生活中的重要通信方式。
一、LiFi的基本原理LiFi技术的基本原理是通过LED灯作为通信载体进行数据传输。
LED灯是一种发光二极管,具有广泛的应用场景,其发光的频率范围在400-800THz之间,完全处于可见光谱范围内,这使得其成为LiFi技术的理想载体。
在LiFi技术中,数据通过LED灯产生的光信号进行传输。
当LED灯亮起来时,其发出的光信号可以被设备接收器捕捉到,接收器将光信号转换成数字信号并进行译码,进而实现数据传输。
与Wi-Fi技术相比,LiFi技术有着更快的传输速度和更高的安全性。
因为LiFi技术的传输速度可以达到Gbps级别,较常见的Wi-Fi技术传输速度快了近百倍。
而且,由于LiFi技术的光信号只能在传输端和接收端直接可见,因此相对于Wi-Fi技术容易被黑客攻击的缺陷,LiFi技术更加安全可靠。
二、LiFi的研究热点随着LiFi技术的问世,越来越多的研究机构开始投入到这一领域的研究当中。
目前,与LiFi技术相关的研究方向主要集中在以下几个方面:1. 光通信控制技术的研发光通信技术具有高速传输、低功耗等特点,但光具有易反射、易散射等环境影响,因此如何通过调制、编解码等技术手段对光进行更好的控制成为研究的重点。
为此,研究人员致力于探索更加先进的光通信控制技术,以提高LiFi技术的性能和可靠性。
2. LiFi技术与5G技术的结合LiFi技术和5G技术都是未来通信技术中非常重要的方向。
结合两者有机融合,可以形成更加完善高效的通信技术生态。
研究人员致力于探索如何将LiFi技术与5G技术无缝整合,以期实现更加完善的通信服务。
Li-Fi技术的发展随着科技的不断发展,我们的生活方式也在不断地改变中。
在现代日常生活中,人们几乎时时刻刻都需要网络连接,而无线网络技术就是一种非常便捷的方式。
但是无线网络技术也存在缺点,比如:易受到干扰、传输速度慢等。
为了解决这些问题,人们开始研究新的通信技术,其中一个发展迅速的技术就是 Li-Fi(Light Fidelity)技术。
本文将详细介绍 Li-Fi 技术的发展历程以及其应用和前景。
Li-Fi 技术是指仅仅利用可见光通信(VLC)技术进行数据传输的通信技术。
与无线网络技术不同的是,Li-Fi 技术依托于光学器件和硅芯片等技术,使得数据传输可以被限制在光学器件所在的区域内,不会像无线技术一样被干扰,同时速度也可以较快地提高,以满足现代数据传输需求。
Li-Fi 技术可以利用任意一种可见光波长进行传输,通信的原理是使用 LED 形成的信号源作为载波,通过开关 LED 来实现不同的数据传输状态。
现阶段的 Li-Fi 技术理论最大传输速度可以达到 224 Gbps。
由于光波传播和电磁波传播的方式不同,所以 Li-Fi 不会对人体产生辐射危害,而且会让光线更加柔和,是一种非常环保的通信方式。
Li-Fi 技术的起源可以追溯到 1880 年代的无线电技术,当时的一位研究员 Hertz 发现电磁波可以把电流转化为电磁波。
随着光学技术的发展,科学家们意识到可见光波可以用于数据传输。
在 1999 年,光通信专家 Harald Haas 在一次 TED 讲座中提出了Li-Fi 这一概念,引起了业内的广泛关注。
进入 21 世纪,Li-Fi 技术开始进入实验和实施应用的阶段。
在 2004 年,德国乌尔姆大学的团队率先在实验室中证明了 Li-Fi 技术的可行性。
接下来,英国爱丁堡大学的研究团队在 2011 年实现了 10.5 Gbps 的高速数据传输。
近几年来,Li-Fi 技术的应用逐渐从实验室中走向实际场景。
网络原理与实用技术综合训练项目实验报告研究课题:LIFI技术及其应用与发展班级:测绘13-3团队成员:吴春灿、王旭博、谢栋平、杨铭、尤天鑫实验时间:2015-05-09LIFI技术及其应用与发展1、LIFI技术的产生与兴起1.LIFI技术出现的背景一项基于光源的无线传输技术 LiFi 正在试图改变世界。
近日,从复旦大学信息科学与工程学院的实验室里传来了 LiFi 技术成功应用的消息,科研人员将网络信号接入一盏1W 的 LED 灯泡内,灯光所及之处,4 台电脑立即可以正常上网,单向速度最快高达 3.7G/s,速度完胜 10M/s 左右的 4G 网络。
一夜之间,“灯光上网”成为社会热点,更有人士大胆预言:LiFi 将是 WiFi 的终结者。
对此,有专家提出异议,认为LiFi 与 WiFi 之间并非对立,而是互补。
LiFi 若想实现如 WiFi般流畅上网并实现商业化推广,还有很长一段路要走。
近些年来,无线通讯逐渐变成了像水和电一样的基本生活必需品,人们每天都用它交流,学习,工作等,无线通讯几乎参透入人们生活的每一个角落。
无线通讯主要应用电磁波的理论,从容量上说,电磁波有其局限性,它的频谱资源稀少而昂贵,这样局限性使其不能满足日益增长的对数据传输字节或数据。
从能效上说,全球有上千上万个基站,它们的无线通讯重要组成部分,但其消耗的能源有不少于70%是用来冷却基站的,大部分能耗浪费在大气中,只有一小部分的能耗为我们提供了通讯服务。
于是,LiFi技术很有可能成为解决容量和能耗的问题,作为无线通讯中的重要组成部分。
它也有可能与WiFi竞争,成为人们接入互联网的通路。
1.2 LIFI技术的概念LIFI(Light Fidelity)可见光无线通信(称为LiFi--Light Fidelity)是利用快速的光脉冲无线传输信息,即光照上网--以LED照明灯发出的光当作网络信号的传输工具。
LED光学网络通过可见光来传输网络信号,可以直接利用路灯、室内照明以及公共照明等已有的能耗输出来完成双重任务。
灯光上网的特点是低辐射、低能耗,低碳环保。
其原理是根据不同速率在光中编码信息,例如LED 开表示1,关表示0,通过快速开关就能传输信息。
2、LIFI技术的发展2.1lifi技术的发展历程2012年12月,哈斯和他在英国爱丁堡大学的团队最新发明了一种专利技术,利用闪烁的灯光来传输数字信息。
通过给普通的LED灯泡加装微芯片,使灯泡以极快的速度闪烁,就可以利用灯泡发送数据。
而灯泡的闪烁频率达到每秒数百万次。
通过这种方式,LED灯泡可以快速传输二进制编码。
但对裸眼来说,这样的闪烁是不可见的,只有光敏接收器才能探测。
这类似于通过火炬发送莫尔斯码,但速度更快,并使用了计算机能理解的字母表。
使用标准的LED照明灯,哈斯与他的同事戈登·波维创建的研究小组已经达到了两米距离的130兆比特每秒的传输速度。
随着白炽灯、荧光灯逐渐退出市场并被LED取代,未来任何有光的地方都可以成为潜在的LiFi数据传输源。
想象一下这样的场景:在街头,利用路灯就可以下载电影;在家里,打开台灯就可以下载歌曲;在餐厅,坐在有灯光的地方就可以发微博;即便是在水下,只要有灯光照射就可以上网。
LiFi另一个巨大的好处是在任何对无线电敏感的场合都可以使用,比如飞机上、手术室里等。
2013年10月,复旦大学计算机科学技术学院表示该技术在实验室成功实现。
研究人员将网络信号接入一盏1W的LED灯珠,灯光下的4台电脑即可上网,最高速率可达3.25G,平均上网速率达到150M,堪称世界最快的“灯光上网”。
11月,10台样机亮相2013年上海工博会。
目前,通过改进智能手机上的LED(如摄像头、屏幕、闪光灯等),是LiFi 走向大众消费市场的最快路径。
哈斯与波维创建了一家VLC(可见光通信)公司,并研发出一款智能手机应用,该应用使一对iPhone实现了低速率的数据传输。
在拉斯维加斯举行的2012年消费电子展览会(CES)上,卡西欧发布了两部使用可见光进行数据传输的智能手机。
三星、西门子等电子巨头没有错过这场盛宴。
三星在2010年就开始利用搭载LED背光的LCD平面显示器试验可见光通讯,西门子在2010年通过白色LED 可见光通信,实现了最高500Mbps的通信速度。
鉴于LiFi巨大的市场前景,卡西欧、三星甚至与NEC、松下电气、夏普、东芝与NTT等企业一道成立了可见光通讯联盟。
3、LIFI技术的应用前景3.1LiFi的技术优势LiFi的技术优势主要在于(1)建设便利。
灯泡这种设备在早百多年前被人类发明,并在这百多年来灯泡的技术越来越发达。
人们可以利用已经铺设好的电灯设备电路,在需要接入网络的地方植入一个芯片即可。
例如高速公路上的路灯(如图二),人们在高速行驶的车上能轻易的接收到路灯传来的信号。
(2)高带宽,高速率。
如图三所示,可见光的频谱带宽是目前电磁波带宽的10000倍。
目前据报道,实验室测试最高速度可达1Gbps。
这对于人们对速度的是个可喜的数据,人们可以随时随地的享受高速带来的体验。
(3)绿色,低能耗。
人们无时无刻都处在“光”这环境中,甚至可以说是光创造了人类,可见光对于人类来说是绿色的,无辐射伤害的一种物质。
因此用光来作为无线通信的媒质,是一种对人类发展更健康,更可取的方向。
同时用光来通信能减低能耗,因为不需要想基站那样提供额外的能耗。
就算是在白天,只要把作为“热点”的灯的亮度降低人眼所觉察不到的程度即可,在夜晚的时候可以作为数据传输和照明的作用。
(4)安全。
对于电磁波来说,其可以穿透物体进行传播,从安全角度上看,这可能会被截取而泄露信息。
但对于LiFi来说,可见光只能延直线传播,不会穿透墙体的物体。
数据只往人们所设定的方向传播,只有利于信息的安全性。
(5)原料丰富折叠目前的无线电信号传输设备存在很多局限性,它们稀有、昂贵、但效率不高,比如手机,全球数百万个基站帮助其增强信号,但大部分能量却消耗在冷却上,效率只有5%。
相比之下,全世界使用的灯泡却取之不尽,尤其在国内LED光源正在大规模取代传统白炽灯。
只要在任何不起眼的LED灯泡中增加一个微芯片,便可让灯泡变成无线网络发射器。
3.2LiFi与WiFi技术的比较WiFi功能是所有手持设备用户的心头之好。
数据显示,2011年,全球4.39亿家庭用户使用WiFi,经过WiFi认证的产品发货量超过了20亿部。
不过,由于每月全球50亿手机传输的高达6拍字节(1拍等于10亿兆)的数据,导致无线局域网和无线通讯网络的无线电频率所剩无几。
作为无线数据传输的最主要技术,WiFi利用了射频信号。
然而,无线电波在整个电磁频谱中仅占很小的一部分。
而随着用户对无线互联网需求的增长,可用的射频频谱正越来越少。
这直接导致越来越多的人抱怨无线信号不稳、网速太慢、经常掉线等。
就没有东西能搞定这个难题吗?Herald Haas教授终于找到了替代技术:利用灯泡发出的光传输数据。
他在普通灯泡中植入电子装置,利用光线强度发生的微弱变化传输数据。
这种用光波取代无线电波传输数据的新技术叫做LiFi(光保真)技术。
将可见光用于LiFi,要调制其输出以使其携带信息,就像WiFi路由器一样。
不过这一技术也有着自身的局限。
雅典Harokopio大学信息学讲师Thomas Kamalakis推荐了Haas的技术,但也表示该技术的潜力不应被高估。
他表示:“一个明显的问题是,可见光无法穿透物体,因此如果接收器被阻挡,那么信号将被切断。
”英国华威大学工程学院助理教授Mark Leeson也持相同看法。
他提出:“问题在于,我们的手机如何使用可见光来通信?”Haas表示,这是两个现实问题,但他也有简单的临时解决方法。
“如果光信号被阻挡,而你需要使用设备发送信息,你可以无缝地切换至射频信号。
”他认为,可见光通信并不是WiFi的竞争对手,而是一种相互补充的技术,这将有助于释放频谱空间。
主要包括:1、产业链限制。
从灯光通讯控制到芯片设计制造等一系列关键技术产品,都是研究人员‘动手做’,要真正像WiFi那样走进千家万户,需要通过一系列的产业化发展,还有很长的路要走。
目前来讲,产业链里面还缺少重量级的公司加入。
2、技术局限同时,Lifi技术本身也有其局限性,例如若灯光被阻挡,网络信号将被切断等等。
因此,它并不是WiFi的竞争对手,而是一种相互补充,有助于释放频谱空间。
3、行业规范搞可见光通信,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。
其未来,能否产生杀手锏式的应用,还依赖人们无限的想象力:汽车间依靠LED 车灯来“对话”,飞机客舱里乘客利用头顶的LED阅读灯来上网……4、LIFI技术投入实际应用尚需解决的问题4.1LiFi存在两大瓶颈研究人员坦言,要想真正的量产应用,除了LiFi技术本身的局限性,例如灯光容易被阻挡等等原因,摆在他们面前的还有两大瓶颈。
首先是数据的双向传输问题,上网不仅要下载还要上传,灯光照射在电脑上容易,但电脑或者手机要安装多大的灯泡才能回传数据?“总要有来有回,这才构成通信,我笔记本上安装一个大灯泡就觉得很不自然,回传是个大问题。
”迟楠说。
另一个瓶颈就是芯片,这也是最核心的问题。
在迟楠的实验室,她的设备有两个笔记本那么大,如何让它们变成手机一样的大小?这就需要研发芯片。
但研发需要大笔的钱,在Wi-Fi已然成熟的前提下,还会不会花大把钱搞一个未知技术的芯片?她认为,这项技术的推广,还要依靠在某个领域率先应用,LiFi要想真正普及,还有很长的路要走。