Li-Fi (Light Fidelity)是一種高速、双向且全双工的無線通信技術,它使用可見光在光源與光接收器之間傳遞信息,提供類似Wi-Fi的高速互联网連接。與Wi-Fi使用射頻不同,Li-Fi是基於可見光通信(VLC)技術,利用LED燈作為信号發射器,通過快速開關LED來發送數字化的光信號。配有光敏感探測器的終端可以接收並解碼這些光信號,實現數據傳輸。隨著行動裝置的普及與雲端應用的蓬勃發展,人們對網路傳輸速度與穩定性的需求日益增加。有見及此,Li-Fi技術憑藉其高速、抗干擾的特性,被視為Wi-Fi的最佳繼任者。為使Li-Fi能夠發揮更大潛力,研發能大幅提升傳輸速度的新材料刻不容緩。
相比Wi-Fi,Li-Fi具有速度更快(理論速率可达100Gbps)、干擾少、範圍小等特點。由於信号來源定向且照明兼容,Li-Fi可直接內建於LED設備中,為室內場所提供安全、快速的新型網絡連接方式。鑑於Li-Fi在速度、穩定性和安全性方面的優勢,它被廣泛預計在未來能夠取代以Wi-Fi為代表的射頻無線網絡, 為物聯網等新技術和應用提供有力網絡支撐。隨著關鍵材料和裝置的不斷進步,Li-Fi技術也在持續完善和發展中。
新材料帶來更快速的LiFi
最新研究顯示,鈣鈦礦納米晶體是實現Li-Fi速度飛躍的關鍵。沙烏地阿拉伯國王科技大學(KAUST)團隊開發出的銫溴化鉛奈米結構, 成功將Li-Fi理論速率突破200Gb/s。該材料與商用LED燈泡直接結合,藉由鈣鈦礦材料將入射藍光快速轉換為白光,用於高速的光信號傳輸與接收。此外, 英國薩里大學與劍橋大學科研人員應用金屬鹵化物過氧化物材料打造出性能優異的LED。該LED不但可直接內建到現有電子平台中,還可以將Li-Fi的光子發射頻率進一步提升至千兆赫量級。
未來在戶外,鈣鈦礦材料有望運用於應用層面更廣的「太陽能版Li-Fi」。屆時路燈、交通號誌等各種基礎設施都可能成為免費提供Li-Fi服務的太陽能發電站,實現邊發電邊供給高速傳輸。
參考文獻:
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