LiFi技术的优势特点、应用和市场发展趋势分析

LiFi：可能改变光学无线通信领域的新技术

据麦姆斯咨询介绍，光保真(LiFi)技术是由德国物理学家Harald Haas于2011年提出的一种光学无线通信(optical wireless communication， OWC)技术。LiFi能够使用电磁频谱的可见光部分以非常高的速度传输信息。得益于发光二极管(LED)的发展，LiFi的价值在今天得到了高度重视，LED成为能够高速传输信息的高频半导体光源。LED以人眼无法察觉的高频调制信号实现这种高速通信。

随着近年固态照明(SSL)技术的蓬勃发展，LED现在常用于灯具和许多其他照明设备，被视为LiFi系统的潜在数据提供者。

与其它OWC技术相比，LiFi具有以下优势：

速度：在多次演示中已实现高速率数据传输，LiFi速度有时能比Wi-Fi快10～100倍;

安全性：使用现有技术可以轻松控制可见光束和强度;

节能：通信的传输能量由可见光承载，而可见光本质上可同时用于照明应用;

密度：通过适当的调制解决方案，可以大大提高无线传输容量;

安全性：对于对人体可能有害的无线电通信，光通信是有力的潜在替代方案;

高带宽：可见光谱代表大带宽，无需许可，可免费使用;

低成本：LiFi系统比无线电技术需要的组件更少。

许多应用可以受益于LiFi技术：航空电子设备、水下数据通信、医疗保健、汽车和运输以及教育等。

从本质上讲，LiFi有助于解决众多应用中的特定问题：例如，通过使用光纤代替铜线缆减少飞机的重量，或消除医院中电磁干扰的风险。更广泛来说，LiFi还可以为通信网络提供额外的带宽容量(技术可实现时)。

LiFi的附加价值和关键应用

通信标准：释放LiFi增长潜力的关键

LiFi系统是一个复杂的通信系统，集成了许多不同的组件/功能和软件：

- 用于发光的LED

- 光传感器

- 电源管理

- 调制编码和解调解码系统

- 网络管理嵌入式软件

为了实现双向通信，相关组件必须集成在两套系统中。例如，一个LED灯与一个终端配对，即一台计算机或智能手机。虽然下行数据可以通过可见光承载，但上行数据几乎不可能使用白光，因此，为了防止眩光，优选红外(IR)光。

在此背景下，技术/系统集成将成为LiFi发展的关键，但需要了解的是，组件/功能的选择(例如LiFi系统设计)在LiFi系统性能中也扮演着重要作用。通常，在发光层面，与白色LED相比，单色LED可实现高10倍的数据速率。而且，当以高频率调制时，由于来自蓝色光源和来自磷光体转换材料的发射光子之间的平衡的变化，白色LED可能会出现色度失真。

就产业而言，重点在于集成商及它们押注LiFi技术的意愿。实际上，载体行业(即电信、移动设备、照明)的明确态度，对于利用LiFi技术制造具体产品是至关重要的。

尽管存在这些技术和行业挑战，但LiFi市场发展的主要障碍仍然在于标准层面。事实上，与大多数通信系统一样，LiFi需要一个开放的通信标准，以促进可持续生态系统的发展。这是释放LiFi巨大增长潜力的关键推动因素。为此，行业预计将在2021年发布一项名为IEEE 802.11.bb的LiFi专用标准。

LiFi产业生态系统

2023年可能达到11亿美元的市场机遇?

LiFi是一种强大的潜在技术，具有与多个不同行业趋势相关的关键优势。然而，我们也看到两个主要挑战可能在中短期阻碍技术地快速发展：一是标准化，二是集成LiFi的产品和服务的开发，例如来自苹果、三星和华为等大型OEM的移动设备。

在此背景下，Yole设想了两种市场发展前景：

- “熊市”，LiFi仅作为利基应用的一种补充通信技术

- “牛市”，LiFi成为重要使用案例倾向的通信技术

目前，LiFi产业仍处于起步阶段，我们最好的预期是该产业在2021年开始实现显著增长，2021～2023年的复合年增长率预计可达53%。工业、酒店、医疗保健、零售、办公、教育和住宅领域将占据2023年预期销售量的80%。

技术的整合和市场规模的扩大，将帮助成本/价格大幅降低，从而进一步推动市场在2028年增长至27亿美元。

2018～2028年LiFi市场营收前景预测