导语：在Wi-Fi日益普及的今天，人们也时常处于网络信号极弱的尴尬境地而一种全新的无线数据传输技术Li-fi已横空出世，在不久的将来或许你就不用再为跟别人公用Wi-Fi而发愁了。
关键词：Wi-Fi；Li-Fi；可见光；物联网
自钨丝灯泡被发明以来，它已作为良好的照明工具为人类服务了超过一个世纪的时间，但如今随着那些功率消耗是白炽灯的十分之一，并且寿命是其30倍的LED照明设备的兴起，钨丝灯泡盛行的日子已变得屈指可数。LED的潜在用途不仅仅是照明：可以提供各种附加功能的智能照明设备不断涌现，而功能之一即为让你的笔记本电脑或者智能手机接入网络。离开了Wi-Fi，这里还有Li-Fi。
事实上，使用可见光进行无线通讯并非是什么新想法。大家都知道在荒岛上可以尝试使用烟信号来吸引外界关注。不过，或许鲜有人知道在拿破仑时代，大部分欧洲国家盛行光学电报，也即人们所称的信号灯。
利用反射光线传递语音的光线电话机.图片来源： Amédée Guillemin
电话的发明人亚历山大·格雷厄姆·贝尔事实上将光线电话机视为其最重要的发明，这是一种通过光束使反射镜传递由声音引起的震动的装置。
断续（被调节）的一缕烟可以演变成莫尔斯密码中的SOS信息，同理，可见光通讯——Li-Fi——可通过快速调节光的强度去形成0和1的二进制编码。但这并不意味着Li-Fi在传输时会闪烁；整个调制过程将会非常快速，肉眼难以看见的。
Wi-Fi vs Li-Fi
对于现存的使用射频和微波频率的频谱的Wi-Fi技术来说，庞大且仍在不断增长的无线数据用户需求已对其造成了巨大的压力。随着移动设备数量的指数增长，到2019年预计每月将有超过100亿台设备进行35 X 1018字节的信息交互。由于频率拥塞和电磁干扰，使用现有的无线技术是不可能实现如此强大的信息交互的。这个问题最切实的感受是在城市区域的公共空间，即由众多的用户分享由Wi-Fi发射器或手机网络信号塔提供的有限带宽的区域。
通信的一个基本原则是最大数据传输近似等于电磁频率的可用带宽。无线电频谱已被大量使用和调制，已经没有足够的额外空间来满足增长的需要。所以Li-Fi有取代由电磁和微波频率构成的Wi-Fi的潜力。
电磁频谱的光频率并未充分利用，然而超过可见光范围的光谱则无法利用。图片来源： Philip Ronan
可见光谱拥有巨大且未被利用的的通讯能力。来自于LED的光可以被快速调制：使用单一的蓝色LED，数据传输速率可高达3.5Gb/s，使用白光则可达到高达1.7Gb/s的传输速率，这些都已被英国工程和自然科学研究委员会（EPSRC）资助的超并行可见光通讯项目的研究人员所证实。
不同于Wi-Fi发射器，光通讯仅能在密闭性较强的房间内使用。这个约束看起来似乎是Li-Fi的局限性，但它也正是Li-Fi的关键优势所在——它十分安全：如果拉上窗帘，房间外面的人就不能盗网。天花板上的一束束光源可以向不同的用户发送不同的信号。发射功率可以定位，这样让使用更有效率，并且不会影响邻近的Li-Fi源。事实上，没有射频干扰是其超越Wi-Fi的另一优点。可见光通讯非常安全，并且可以终结需要游客将设备切换成飞行模式的需要。
Li-Fi一个更大的优势是作为LED光，它可以使用现存的电力线路，从而不需要安装新的设施。
Li-Fi网络如何运作。图片来源：Boston University
减轻物联网负担
物联网是一个关于世界上物体形成一个彼此自主通讯的超连接的雄伟景愿。例如，你的冰箱会给你的智能手机发信息告诉你你的牛奶喝完了，甚至替你订购新的牛奶。汽车的传感器将通过你的智能手机警告你轮胎已过度磨损或气压过低。
想想可能与传感器和控制器相连，然后接入网络并连接的设备数量会有多大，而这些设备通讯所需的带宽是巨大的。IT研究与顾问咨询公司Gartner（高德纳公司）预测，到2020年将有250亿这样的设备接入，但鉴于这些信息大多数仅需要短距离传输，Li-Fi就变得很诱人—并且或许是唯一能解决该问题，使如此巨大的数据传输变为可能的方案。
一些公司已经推出了一些可供可见光通讯的产品。总部设立在爱丁堡的PureLiFi公司生产的Li-1st，提供了简单的即插即用安全无线点对点，容量为11.5 Mbps的网络连接方案——可与第一代无线网络相媲美。另一个是来自法国的Oledcomm公司，利用Li-Fi安全、无辐射的性质，将其安装于医院内。
对于Li-fi，目前仍有许多技术挑战亟待解决，但对于实现Li-Fi我们已经迈出了第一步。在未来你的电灯开关将不仅仅只是起照明之用。
（翻译：曾梓浩；审校：海带丝）
原文链接：
https://theconversation.com/in-future-the-internet-could-come-through-your-lightbulb-47527
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