LiFi：可能改變光學無線通信領域的新技術

據麥姆斯咨詢介紹，光保真(LiFi)技術是由德國物理學家Harald Haas于2011年提出的一種光學無線通信(optical wireless communication， OWC)技術。LiFi能夠使用電磁頻譜的可見光部分以非常高的速度傳輸信息。得益于發(fā)光二極管(LED)的發(fā)展，LiFi的價值在今天得到了高度重視，LED成為能夠高速傳輸信息的高頻半導體光源。LED以人眼無法察覺的高頻調制信號實現這種高速通信。

隨著近年固態(tài)照明(SSL)技術的蓬勃發(fā)展，LED現在常用于燈具和許多其他照明設備，被視為LiFi系統的潛在數據提供者。

與其它OWC技術相比，LiFi具有以下優(yōu)勢：

速度：在多次演示中已實現高速率數據傳輸，LiFi速度有時能比Wi-Fi快10～100倍;

安全性：使用現有技術可以輕松控制可見光束和強度;

節(jié)能：通信的傳輸能量由可見光承載，而可見光本質上可同時用于照明應用;

密度：通過適當的調制解決方案，可以大大提高無線傳輸容量;

安全性：對于對人體可能有害的無線電通信，光通信是有力的潛在替代方案;

高帶寬：可見光譜代表大帶寬，無需許可，可免費使用;

低成本：LiFi系統比無線電技術需要的組件更少。

許多應用可以受益于LiFi技術：航空電子設備、水下數據通信、醫(yī)療保健、汽車和運輸以及教育等。

從本質上講，LiFi有助于解決眾多應用中的特定問題：例如，通過使用光纖代替銅線纜減少飛機的重量，或消除醫(yī)院中電磁干擾的風險。更廣泛來說，LiFi還可以為通信網絡提供額外的帶寬容量(技術可實現時)。

LiFi的附加價值和關鍵應用

通信標準：釋放LiFi增長潛力的關鍵

LiFi系統是一個復雜的通信系統，集成了許多不同的組件/功能和軟件：

- 用于發(fā)光的LED

- 光傳感器

- 電源管理

- 調制編碼和解調解碼系統

- 網絡管理嵌入式軟件

為了實現雙向通信，相關組件必須集成在兩套系統中。例如，一個LED燈與一個終端配對，即一臺計算機或智能手機。雖然下行數據可以通過可見光承載，但上行數據幾乎不可能使用白光，因此，為了防止眩光，優(yōu)選紅外(IR)光。

在此背景下，技術/系統集成將成為LiFi發(fā)展的關鍵，但需要了解的是，組件/功能的選擇(例如LiFi系統設計)在LiFi系統性能中也扮演著重要作用。通常，在發(fā)光層面，與白色LED相比，單色LED可實現高10倍的數據速率。而且，當以高頻率調制時，由于來自藍色光源和來自磷光體轉換材料的發(fā)射光子之間的平衡的變化，白色LED可能會出現色度失真。

就產業(yè)而言，重點在于集成商及它們押注LiFi技術的意愿。實際上，載體行業(yè)(即電信、移動設備、照明)的明確態(tài)度，對于利用LiFi技術制造具體產品是至關重要的。

盡管存在這些技術和行業(yè)挑戰(zhàn)，但LiFi市場發(fā)展的主要障礙仍然在于標準層面。事實上，與大多數通信系統一樣，LiFi需要一個開放的通信標準，以促進可持續(xù)生態(tài)系統的發(fā)展。這是釋放LiFi巨大增長潛力的關鍵推動因素。為此，行業(yè)預計將在2021年發(fā)布一項名為IEEE 802.11.bb的LiFi專用標準。

LiFi產業(yè)生態(tài)系統

2023年可能達到11億美元的市場機遇?

LiFi是一種強大的潛在技術，具有與多個不同行業(yè)趨勢相關的關鍵優(yōu)勢。然而，我們也看到兩個主要挑戰(zhàn)可能在中短期阻礙技術地快速發(fā)展：一是標準化，二是集成LiFi的產品和服務的開發(fā)，例如來自蘋果、三星和華為等大型OEM的移動設備。

在此背景下，Yole設想了兩種市場發(fā)展前景：

- “熊市”，LiFi僅作為利基應用的一種補充通信技術

- “牛市”，LiFi成為重要使用案例傾向的通信技術

目前，LiFi產業(yè)仍處于起步階段，我們最好的預期是該產業(yè)在2021年開始實現顯著增長，2021～2023年的復合年增長率預計可達53%。工業(yè)、酒店、醫(yī)療保健、零售、辦公、教育和住宅領域將占據2023年預期銷售量的80%。

技術的整合和市場規(guī)模的擴大，將幫助成本/價格大幅降低，從而進一步推動市場在2028年增長至27億美元。

2018～2028年LiFi市場營收前景預測