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LiFi：可能改變光學無線通信領域的新技術

據麥姆斯諮詢介紹，光保真(LiFi)技術是由德國物理學家Harald Haas於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。得益於發光二極管(LED)的發展，LiFi的價值在今天得到了高度重視，LED成爲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製信號實現這種高速通信。

隨着近年固態照明(SSL)技術的蓬勃發展，LED現在常用於燈具和許多其他照明設備，被視爲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鬆控制可見光束和強度;

節能：通信的傳輸能量由可見光承載，而可見光本質上可同時用於照明應用;

密度：通過適當的調製解決方案，可以大大提高無線傳輸容量;

安全性：對於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。

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

從本質上講，LiFi有助於解決衆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，或消除醫院中電磁干擾的風險。更廣泛來說，LiFi還可以爲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系統是一個複雜的通信系統，集成了許多不同的組件/功能和軟件：

- 用於發光的LED

- 光傳感器

- 電源管理

- 調製編碼和解調解碼系統

- 網絡管理嵌入式軟件

爲了實現雙向通信，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，爲了防止眩光，優選紅外(IR)光。

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

就產業而言，重點在於集成商及它們押注LiFi技術的意願。實際上，載體行業(即電信、移動設備、照明)的明確態度，對於利用LiFi技術製造具體產品是至關重要的。

儘管存在這些技術和行業挑戰，但LiFi市場發展的主要障礙仍然在於標準層面。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，以促進可持續生態系統的發展。這是釋放LiFi巨大增長潛力的關鍵推動因素。爲此，行業預計將在2021年發佈一項名爲IEEE 802.11.bb的LiFi專用標準。

LiFi產業生態系統

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趨勢相關的關鍵優勢。然而，我們也看到兩個主要挑戰可能在中短期阻礙技術地快速發展：一是標準化，二是集成LiFi的產品和服務的開發，例如來自蘋果、三星和華爲等大型OEM的移動設備。

在此背景下，Yole設想了兩種市場發展前景：

- “熊市”，LiFi僅作爲利基應用的一種補充通信技術

- “牛市”，LiFi成爲重要使用案例傾向的通信技術

目前，LiFi產業仍處於起步階段，我們最好的預期是該產業在2021年開始實現顯著增長，2021～2023年的複合年增長率預計可達53%。工業、酒店、醫療保健、零售、辦公、教育和住宅領域將佔據2023年預期銷售量的80%。

技術的整合和市場規模的擴大，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

“熊市”vs.“牛市”