幸運的是，透過一項名為光照上網(Li-Fi)的新興技術，我們可以從擁擠的頻譜中得到解脫。藉由使用光來代替無線電波以提供安全、高性能的無線連接，Li-Fi有可能徹底改變我們認知中的網際網路存取層(Access Layer)。
Li-Fi技術解密
提到光通訊，馬上令人聯想到老戰爭電影中，利用聚光燈在船隻之間閃爍摩斯密碼。透過相同技術，以無線電提供Wi-Fi，可利用光來提供資料速度達Gb等級的載波。
Li-Fi使資料能夠編碼並透過可見光、紫外線或紅外線光譜進行傳輸。這與傳統Wi-Fi不同，傳統Wi-Fi使用無線電波在兩端點之間傳輸資料。
Li-Fi的工作方式非常簡單，基本上可歸結為開啟和關閉支援Li-Fi的LED燈泡。Li-Fi的不中斷(Non-disruptive)特性代表其可使用於無線電通訊會因干擾或攔截風險而產生問題的環境，例如戰場、手術室和工廠車間。
研究人員已經在Li-Fi技術上投注十多年精力，這些付出終於讓Li-Fi達到可以大規模使用的程度。2018年，電機電子工程師學會(IEEE)光通訊工作小組成立，將Li-Fi納入現有的無線網際網路標準。該小組主要關注Li-Fi運行的三種主要實體層(Physical Layer)模式：
．共通模式(Common Mode)
．優化模式(Optimized Mode)
．高效模式(High Efficiency(HE)Mode)
一旦完全整合，更新的標準允許帶有LED發射器的設備使用相同的Wi-Fi標準無線傳輸資料，無須進行大幅協定更動即可利用Li-Fi的優勢，而思科(Cisco)十分擅長孵化基於標準的規模化做法。思科創新實驗室(Cisco Innovation Labs)自從pureLi-Fi成立以來，一直與該新創公司共同孵化和展示Li-Fi技術。
Li-Fi優點全解析
本文所談論的Li-Fi潛力是變革性的。Li-Fi提供許多優勢，解決基於射頻無線技術的許多基本限制，使網際網路能夠在以前從未出現過的地方提供服務。以下分項說明Li-Fi技術的關鍵特性。
安全性增強
與無線電波不同，光波不會穿透牆壁，因此透過Li-Fi傳輸的資料可以控制在一個物理空間內，降低未經授權第三方監聽資料的風險。與無線電類似，Li-Fi設備也可以在特定的頻道上運行，例如紅光、藍光和綠光。由於運行在一個頻道上的設備將與另一個頻道上的資料隔離，可進一步減少資料洩露的機會。
這兩項特點使Li-Fi成為特定區域需要高資料安全情況下的絕佳解決方案。舉例來說，可以很容易想像Li-Fi如何在董事會會議中發揮作用，又或者能作為連接家中設備的一種方式，防止物理結構之外的其他人竊聽網路通訊內容。
干擾風險低
由於光譜比無線電頻譜寬得多，設備試圖在同一時間、同一頻率上發送不同資料的干擾風險，在Li-Fi中幾乎不存在。因此，在射頻干擾風險將使無線通訊無法使用的情況中，Li-Fi可作為理想解方。
舉例來說，Li-Fi是高度安全和軍事用例的理想選擇。在這些用例中，僅僅是電磁輻射的存在就能用來推斷一個人的位置或人群所在地。Li-Fi也可部署於手術室和工廠中，在這兩種環境中，電磁輻射皆可能造成傷害或干擾。當安全成為考慮要點時，光是一個良好的訊息載體。
可靠度提升
較低的干擾風險是讓Li-Fi更加可靠的部分原因；另一部分原因是，Li-Fi支援比無線電波更高的頻寬速率。這代表Li-Fi可以讓無線電波連接因為過於分散而無法實現通訊的訊號死角「dead zone」成為過去，並將允許大量的人或設備共享單一Li-Fi連接，而不必擔心頻寬耗盡的問題。
打破Line of Sight限制
通常情況下，人們認為光通訊需要一個直接通往發射器(Transmitter)的站點。不過，無線電通訊所使用的反射技術也用於Li-Fi。IEEE一直在研究可重構智慧表面(RIS)的標準，作為在複雜部署中刻意重新定向無線電訊號的方法。pureLi-Fi共同創辦人Harald Haas博士展示Li-Fi技術，並與一個團隊合作，將RIS作為蜂巢式通訊和Li-Fi的混合解決方案。
藉由波長分波多工(WDM)和角度分集(Angular Diversity)LED發射器等技術，可以實現複雜的、刻意的非視距(Non-line-of-site)網路覆蓋。試著想像這樣的部署情況：蜂巢式網路回程(Backhaul)與RIS一起用於快速部署安全邊緣存取，傳輸光束可以被引導，並善用光可抗竊聽威脅的固有優勢。
支援指向性通訊
有了Li-Fi，就有可能將資料定向引導至目標設備。使用者可以創建一個只與指定設備互通的無線網路，允許以「刻意」的方式進行網路設計。
無線電波並不具備這種程度的精準度。透過無線電，設備向四面八方傳輸資料，而限制哪些設備可以加入網路的典型方法是採用認證技術。藉由光的高Drop Off，可以確保方向和位置，作為訊號層級認證的一部分。現在，藍牙和Wi-Fi的繁瑣組合用於達成上述目的，而光線可以一次性完成這兩件事。
固定設備無線連接
有鑒於無線電波的低頻寬和高干擾風險，使用傳統的Wi-Fi來連接固定設備並不實際，因此目前仍然依賴電纜，或者占用無線電頻譜，將有限的頻譜浪費在並不需要行動連接的裝置上。
Li-Fi解決了這個困境。藉由允許資料在特定設備之間高速傳輸，Li-Fi有望創造一個新的未來，讓顯示器或數位簽章(Digital Sign)無線連接至電腦。除了將我們從電纜中解放出來，這樣的做法也讓用戶能將基於無線電的無線通訊保留給真正需要此類通訊的設備，避免可以使用Li-Fi進行傳輸的資料在無線電波造成堵塞。
精準度高
Li-Fi連接能以無線電波無法達成的方式進行精準定位。這種精準度讓用戶可以準確知道每個設備在Li-Fi連接上做什麼，對於高度機密的訊息來說非常重要。
使用者可以追蹤在特定地點存取特定文件的裝置為何。這在想限制對特定訊息的存取，或僅允許透過特定區域進行存取來確保其安全性時，非常有用。反過來說，使用者對網路的能見度提高，並具有更高等級的安全保障。
Li-Fi使用案例：軍事應用
如果你仍不相信Li-Fi的變革性力量，請參考該技術為美國軍隊打開的大門。
傳統的、基於無線電的通訊在軍事環境中帶來一些問題。只不過是使用無線電波發送資料，就會向敵人暴露人員位置。此外，如果敵人能夠截獲並解密無線電波，便可取得人員所傳輸的任何資料。無線電波可以被干擾以扼殺通訊的事實，讓使用無線電進行軍事通訊的問題更加嚴重。
Li-Fi技術能夠解決上述問題。定向、精準的Li-Fi連接讓軍隊能以更低的風險發送訊息，被發現或受到干擾的可能性更低，安全性也更高，因為具有明確指向的光波更難被攔截。
引用美國陸軍歐洲和非洲首席技術官Andrew Foreman的話，Li-Fi技術解決了與頻譜射頻部分相關的嚴重問題。由於被偵測到，或是受到干擾和入侵的機率低，自由空間光學(FSO)和Li-Fi在與敵人發生直接衝突時，提供了一種極易存活的通訊形式。
Li-Fi/無線電共存共榮 通訊轉型指日可待
一個多世紀以來，無線電波為我們提供了良好的服務。但是，針對依靠無線電波的網路通訊，我們在安全性、可靠性和性能方面已經遇到了一些顯著的障礙。
這就是為什麼充分利用光譜作為Wi-Fi連接更好基礎的時機已經成熟。不僅必要的硬體LED便宜且易於製造和安裝，基於光和基於無線電的通訊也可以使用基於標準的漫遊(如802.11r)共存，Li-Fi的轉型可以逐步進行，不費吹灰之力。
因此，不要預期基於無線電的路由器或手機明天就會消失。但是，請期待未來Li-Fi能夠實現並擴展無線網路，提供從前無法想像的體驗。
(本文作者任職於Cisco)