Li-Fi:未來十年CAGR將超過50%

作者 : 趙娟,EDN China

市場研究機構Global Market Insights指出,Li-Fi市場規模在2019年超過7,000萬美元,並可望在2020~2030年之間以超過50%的年複合成長率增長。

市場研究機構Global Market Insights (GMI)指出,Li-Fi市場規模在2019年超過7,000萬美元,並有望在2020~2030年之間以超過50%的年複合成長率(CAGR)增長。

他們認為到2030年,全球Li-Fi市場規模將超過80億美元。《電子技術設計》(EDN China)的記者近日郵件採訪了Global Market Insights資深研究員Prasenjit Saha,請他分享自己的一些洞察。

以下為郵件採訪的內容整理:

EDN China:Li-Fi它的潛力/最大的應用是什麼?

Prasenjit Saha:網際網路消費速度的不斷增長和智慧設備的滲透率不斷提高,正對高速無線通訊系統產生快速需求。與Wi-Fi網路相比,Li-Fi技術能夠提高資料傳輸速率,這正在推動Li-Fi市場的增長。Li-Fi技術透過LED和光探測器實現,支援室內網路應用中的無縫連接。

網路安全攻擊和駭客攻擊事件的數量不斷上升,對銀行和金融,以及國防等敏感領域來說,需要穩健的無線通訊系統。Li-Fi系統提供了一種安全的方式來交換敏感資訊,因為安全性漏洞的風險較低。光線無法穿透不透明物體(如牆壁)為網路系統提供高安全性,驅動市場成長。

Li-Fi的潛在應用包括汽車和航空航太、室內網路、醫療保健、國防和安全,以及基於定位的服務。Li-Fi技術在室內網路應用中具有很高的增長潛力。Li-Fi通訊系統使用LED和光電探測器網格作為高速無線通訊網路。Li-Fi網路能夠傳輸大量資料,不受現有射頻網路的干擾,這支援了其在室內網路中的應用。

Li-Fi網路將可見光光譜和紅外頻譜結合,以非常高的資料速率連接固定和行動設備。這兩個頻譜資源的組合提供比RF頻譜大2,600倍的工作範圍。Li-Fi可顯著幫助解決Wi-Fi因RF頻寬不足而帶來的低傳送速率問題,這種顛覆性技術可以實現高達10Gbps的資料傳輸速度。

Li-Fi越來越多地用於商業辦公室,以方便高速資料傳輸。工業領域中支援物聯網(IoT)的連接設備日益增多,需要高速連接來發送和接收即時更新。Li-Fi室內網路應用的增長也受益於Li-Fi通訊系統在室內定位和追蹤中應用的增加,Li-Fi可以在大型零售商店部署,以幫助店主追蹤庫存。這項技術還可以透過在購物者的智慧型手機上顯示優惠和折扣來協助顯示本地廣告,鼓勵他們購買。

EDN China:Li-Fi會和Wi-Fi競爭嗎?

Prasenjit Saha:由於與Wi-Fi相比,Li-Fi具有許多優勢,因此事實證明Li-Fi是Wi-Fi網路的強有力競爭對手。Wi-Fi路由器的電磁輻射很容易穿透不透明物體,但是,在可見光光譜中運作的Li-Fi網路不會穿過牆壁,為用戶提供了高度的隱私和安全。

Li-Fi利用LED的極快運作速度(1μs)與光源調變來傳輸資料。LED的打開和關閉快於人眼能檢測的速度,從而透過光源傳輸資料。與依靠RF的Wi-Fi會受到干擾中斷相比,Li-Fi中的光頻率沒有干擾,這一因素有助於顯著提高Li-Fi的資料傳輸效率。透過使用多個紅色、藍色和綠色LED陣列來改變光強度,可以進一步增強資料範圍增強。

Li-Fi通訊系統與Wi-Fi相比的一些優勢包括:

  • Li-Fi發射器與LED燈整合,可以實現房間照明和交換資訊的雙重功能;
  • 與高頻譜電荷帶來的RF資料傳輸相比,成本較低;
  • 與無線電或伽馬波(Gamma Wave)的電磁輻射相比,可見光通訊(VLC)對人體健康的危害較小;
  • 在不能使用Wi-Fi的無線電靜區,可使用Li-Fi實現高速通訊網路。

EDN China:如何解決Li-Fi面臨的一些挑戰?例如包括雙向傳輸、環境光干擾、如何在不同房間進行傳輸等技術挑戰,以及其供應鏈挑戰。

Prasenjit Saha:Li-Fi廠商不斷進行研究和創新,從而在Li-Fi系統中發展了雙向傳輸能力。PureLi-Fi是業內領先的公司之一,該公司把Li-Fi定義為一種資料能高速上行和下行的無線技術。利用可見光通訊技術實現資料的下行傳輸,透過紅外線(IR)實現上行鏈路傳輸。

不過,利用Li-Fi網路進行資料平行傳輸受到傳統傳輸協議(TCP)的有限限制。該協議允許使用者透過單個接取點(AP)連接到Li-Fi網路,一些研究機構和科學家正在研究開發多路徑TCP (MPTCP),來促進Li-Fi系統的高速雙向傳輸資料。此外,市場參與者正在推出新的支援Li-Fi 的產品,這些產品專為支援快速雙向資料傳輸而設計。

雙向發射器Li-Fi技術的主要研究進展如下:

  • 2020年6月,Xiping Wu和 IEEE會員Dominic C. O’Brien發佈了一項關於雙向發射器Li-Fi的研究,指出使用MPTCP實現兩個方向的資料傳輸速度更快;
  • 2018年1月,Oledcomm推出了MyLi-Fi Pro雙向LED燈,允許以23Mbps的速度傳輸。

來自光源(如陽光或其他環境光源)的干擾可能會影響Li-Fi系統的傳送速率。這主要是因為環境光源妨礙了發射機和接收機之間的光傳輸路徑,然而,研究結果顯示,使用光學濾波器可以有效地減少環境光源(如陽光)的干擾,這些濾波器有助於降低Li-Fi接收器的飽和度,類比和數位濾波等技術也有可能用於最大限度地減少自然和人工環境光源的干擾。Li-Fi技術的工作原理是檢測高功率光源的極快光強度變化,相比之下,環境光源的強度變化非常緩慢,對Li-Fi傳輸影響不大。

Li-Fi技術在可見光光譜下工作,不會穿過不透明物體。這就把Li-Fi的資料傳輸限制在單個房間內。研究機構和學者正積極關注新技術的發展,這些新技術有可能幫助Li-Fi技術在不同房間進行資料傳輸。將Li-Fi技術商業化的公司,包括Oledcomm、PureLi-Fi,以及VLNComm,正在投資研發進一步開發和大規模部署Li-Fi。

Li-Fi市場面臨的供應鏈問題包括對相關元件在大規模商業化上的採購和經銷。Li-Fi通訊系統與微控制器、光探測器、感測器等高度先進的元件整合,以達到所需的性能。在以低成本採購這些元件時,Li-Fi公司面臨著一些供應鏈挑戰。

此外,Li-Fi網路系統的複雜架構需要訓練有素的專業人員進行安裝和維護,從而增加安裝成本。這對Li-Fi系統的大規模部署帶來不利。公司正專注於開發基於實惠的原材料的先進感測器和探測器,如鎵和砷化物,以降低在商業和私人領域部署Li-Fi的總體成本。

EDN China:您怎麼看待Li-Fi的市場採用狀態和時間?

Prasenjit Saha:Li-Fi技術在全球的採納速度都較緩。北美和歐洲的發達國家在醫療、汽車、航空航太和國防,以及基於定位的服務等多個領域正在採用該技術。越來越多的網路攻擊和資料安全問題正在支援Li-Fi技術在全球的擴散。

全球Li-Fi市場採用狀況相關的主要趨勢如下:

  • 在北美,該技術正在被部署在工作空間、連網汽車和智慧家庭等領域,可望實現Li-Fi的大規模採用。LED燈在該地區的廣泛使用支援了Li-Fi網路的部署,雲端技術的滲透使消費者能夠透過網際網路儲存和訪問大量資料,從而對高資料速率產生強勁的需求。
  • 在歐洲,Li-Fi網路在教育和醫療保健領域的部署日益增多。Li-Fi通訊系統無需對患者的健康有害的RF訊號,就能在醫院和醫療機構中提供增強的網路連接。包括英國和德國在內的幾個歐洲國家的線上學習應用,教育部門鼓勵採納Li-Fi網路。
  • 在亞太地區,得益於大量電子元件製造商的存在,該地區的Li-Fi市場將在接下來的幾年內快速增長。負擔得起的勞動力和低成本原材料的供應正在吸引全球製造商在該地區建立其生產設施。此外,由於網際網路普及率高,資料消耗率不斷上升,該地區對無線通訊系統的替代者(如Li-Fi)的需求也十分旺盛。
  • 在拉丁美洲,Li-Fi市場也將穩步增長,這可歸因於拉丁美洲國家工業化和城市化的不斷上升。Li-Fi網路提供的基於定位的服務為零售和商業領域提供了潛在的部署機遇。此外,該地區的客戶正在快速採用智慧型手機和其他智慧設備,這促進了Li-Fi在該地區的採用。
  • 在中東亞(MEA)地區,智慧城市的發展伴隨著大型商業機構的建設,驅動了Li-Fi的增長。智慧城市所涵蓋的公共設施部署、路燈和交通控制領域的增長,為MEA Li-Fi市場的發展提供了推動力。

Li-Fi發展時間軸。(圖片片來源:GMI)

Li-Fi產業可望在未來數年內更具競爭力。製造商正在加緊努力,推出整合先進技術和功能的 Li-Fi新產品以迎合不斷增長的需求,他們還在努力降低Li-Fi系統的商業安裝的成本。政府機構正資助研究機構和大學,以支持Li-Fi技術進步,為近期的行業發展提供積極的前景。

本文原刊登於EDN China網站

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