未来通信技术-LIFI
LIFI技术及其应用与发展
网络原理与实用技术综合训练项目实验报告研究课题：LIFI技术及其应用与发展班级：测绘13-3团队成员：吴春灿、王旭博、谢栋平、杨铭、尤天鑫实验时间：2015-05-09LIFI技术及其应用与发展1、LIFI技术的产生与兴起1.LIFI技术出现的背景一项基于光源的无线传输技术 LiFi 正在试图改变世界。
近日，从复旦大学信息科学与工程学院的实验室里传来了 LiFi 技术成功应用的消息，科研人员将网络信号接入一盏1W 的 LED 灯泡内，灯光所及之处，4 台电脑立即可以正常上网，单向速度最快高达 3.7G/s，速度完胜 10M/s 左右的 4G 网络。
一夜之间，“灯光上网”成为社会热点，更有人士大胆预言：LiFi 将是 WiFi 的终结者。
对此，有专家提出异议，认为LiFi 与 WiFi 之间并非对立，而是互补。
LiFi 若想实现如 WiFi般流畅上网并实现商业化推广，还有很长一段路要走。
近些年来，无线通讯逐渐变成了像水和电一样的基本生活必需品，人们每天都用它交流，学习，工作等，无线通讯几乎参透入人们生活的每一个角落。
无线通讯主要应用电磁波的理论，从容量上说，电磁波有其局限性，它的频谱资源稀少而昂贵，这样局限性使其不能满足日益增长的对数据传输字节或数据。
从能效上说，全球有上千上万个基站，它们的无线通讯重要组成部分，但其消耗的能源有不少于70%是用来冷却基站的，大部分能耗浪费在大气中，只有一小部分的能耗为我们提供了通讯服务。
于是，LiFi技术很有可能成为解决容量和能耗的问题，作为无线通讯中的重要组成部分。
它也有可能与WiFi竞争，成为人们接入互联网的通路。
1.2 LIFI技术的概念LIFI（Light Fidelity）可见光无线通信(称为LiFi--Light Fidelity)是利用快速的光脉冲无线传输信息，即光照上网--以LED照明灯发出的光当作网络信号的传输工具。
LED光学网络通过可见光来传输网络信号，可以直接利用路灯、室内照明以及公共照明等已有的能耗输出来完成双重任务。
LIFI技术的应用与展望
目前进展
1
1998年香港大学 G.peng提出LED交通信 号灯提供交通广播相关机构提 出在交通安全、水下、 室内等领域应用概念
4
2010年世博会航空馆等展示 其理念，再三网融合的大背 景下，2013年4月，国际 863计划信息技术领域“可 见光系统关键技术研究”主 题启动会议举办。
电 厂
电厂或其他敏感地区 提供Li-Fi服务。使用 Li-Fi，可以在电厂建 立高速、内部数据互 联系统，来监控生产 数据。
目前进展
• 目前许多国家都在积极发展可见光通信技 术（LIFI），如德国，美国，日本等早在 十年前就开始了这方面的研究。而国内近 些年此技术刚刚起步，在这方面有所突破 的有复旦，暨南，华科等大学。
输入文字
在拉斯维加斯举行的 2012年消费电子展览会 (CES)上，卡西欧发布了 两部使用可见光进行数 据传输的智能手机
目前进展
三星在2010年就开始利用 搭载LED背光的LCD平面显 示器试验可见光通讯，西门 子在2010年通过白色LED 可见光通信，实现了最高 500Mbps的通信速度
虽然现在可见光通信已经有商业范例，但是依旧停留 在宣传模型的阶段。可见光现在应该做的不是去企图 去上互联网，去取代wifi，而是应该等待属于它的独 有应用。如果能够找到发挥可见光通信的特点——单 输入文字 向、中速、可控区域这三点加在一起的应用，就能真 在此录入上述图表的综合分析结论 正让可见光通信发挥它的巨大作用。 在此录入上述图表的综合分析结论
LIFI 技术的应用与前景
想象一下这样的场景： 在街头，利用路灯就可以下载电影； 在家里，打开台 灯就可以下载歌曲； 在餐厅，坐在有灯光的地方就可以发微博； 即便是在水下， 只要有灯光照射就可以上网。 LiFi另一个巨大的好处是在任何对无线电敏感 的场合都可以使用，比如飞机上、手术室里等。
路灯也是路由器,速度可达1Gbps,LiFi光通信技术解析
路灯也是路由器,速度可达1Gbps,LiFi光通信技术解析随着智能手机、笔记本电脑、平板电脑等无线设备的普及，无线上网越来越成为人们的“第一需要”，如今，一种无需wifi信号，点一盏led灯就能上网的技术来临了。
目前WiFi技术所承载的电磁波频段频谱资源稀缺，无法满足日益增长的数据通信要求。
此外，无线数据安全问题也一并为WiFi技术的发展提出了挑战。
新一代光通信技术——LiFi的出现，可以为数据传输提供了一种更为安全、高速、稳定的解决方案。
LiFi光通信技术Li-Fi（Light Fidelity），是一种基于光（而不是电波）的无线通信技术，Li-Fi结合了光的数据通信功能和照明功能。
由于在光谱中可见光对人体是无害的，而且在照明中广泛使用，所以Li-Fi 也被称为可见光通信（Visible Light Communication, VLC），可见光通信是一项基于白光LED 的新兴无线光通信技术。
可见光通信是在利用LED 照明的同时，将信号调制在LED 光源上，以可见光波段作为载体传输数据。
例如LED 开表示1，关表示0，通过快速开关就能传输信息。
由于LED 的发光强度，人眼不会注意到光的快速变化。
Li-Fi 与光纤通信拥有同样的优点，高带宽，高速率，不同的是Li-Fi 是使光传播在我们周围的环境中，自然光能到达的任何地方，就有Li-Fi 信号。
Li-Fi 技术是运用已铺设好的设备（无处不在的灯泡），只要在灯泡上植入一个微小的芯片，就能变成了类似于AP（Wi-Fi 热点）的设备，使终端随时能接入网络。
Wi-Fi 是覆盖整个建筑的完美无线数据传输技术，但是Li-Fi 可以提供更高效率、更大带宽、更安全和高速获取的通信技术。
Li-Fi 工作原理。
LIFI简介 新一代无线通信
LiFi的技术原 理
LiFi与WiFi对比
LiFi与WiFi对比
LiFi的技术原理 光和无线电波一样，都属于电磁波癿一种，传播网络信号癿基本 原理是一致癿。给普通癿LED灯泡装上微芯片，可以控制它每秒数百 万次闪烁，亮了表示1，灭了代表0。由于频率太快，人眼根本觉察丌 到，光敏传感器却可以接收到这些变化。就这样，二进制癿数据就被 快速编码成灯光信号并进行了有效癿传输。灯光下癿电脑，通过一套 特制癿接收装置，读懂灯光里癿“莫尔斯密码”。
WiFi对比
LiFi与WiFi对比
（2）高带宽，高速率。如图三所示，可见光癿频谱带宽是 目前电磁波带宽癿10000倍。目前据报道，实验室测试最 高速度可达1Gbps。这对于人们对速度癿要求是个可喜癿 数据，人们可以随时随地癿享受高速带来癿体验。
LiFi与WiFi对比
（3）绿色，低能耗。人们无时无刻都处在“光”这环境中，甚至可以 说是光创造了人类，可见光对于人类来说是绿色癿，无辐射伤害癿一 种物质。因此用光来作为无线通信癿媒质，是一种对人类发展更健康， 更可取癿方向。同时用光来通信能减低能耗，因为丌需要想基站那样 提供额外癿能耗。就算是在白天，只要把作为“热点”癿灯癿亮度降 低人眼所觉察丌到癿程度即可，在夜晚癿时候可以作为数据传输和照 明癿作用。
无线通信革命 Li-fi
-LightFidelity
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LI-FI的概念
LiFi的技术原理 LiFi与WiFi对比 LiFi的应用与发展
LI-FI的概念
LiFi的技术原理
LiFi的概念
LIFI（Light Fidelity），全称为可见光无线通信，又称光 保真技术，是一种利用灯泡发出癿光传输数据癿技术。
LiFi与WiFi对比 （4）安全。对于电磁波来说，其可以穿透物体进行传播，从安全 角度上看，这可能会被截取而泄露信息。但对于LiFi来说，可见光 只能延直线传播，丌会穿透墙体癿物体。数据只往人们所设定癿 方向传播，只有利于信息癿安全性。
未来通信技术-LIFI(可见光通信)PPT课件
抗干扰技术
由于可见光谱中的光波容易受到其 他光源的干扰，因此需要采用抗干 扰技术，提高通信的稳定性和可靠 性。
定向传输技术
为了提高通信的安全性和保密性， LIFI技术需要采用定向传输技术，控 制光的传播方向和范围。
03
LIFI技术的优势与挑战
LIFI技术的优势
01
02
03
04
高带宽
可见光通信具有较高的带宽， 可以实现高速数据传输，满足
标准化与互通性
随着LIFI技术的普及，标准化和互通性将成为未 来发展的重要方向，促进不同厂商和设备之间的 互操作性和兼容性。
绿色环保理念
LIFI技术作为一种绿色通信方式，将更加注重节 能减排和环保理念，推动可持续发展。
THANKS
感谢观看
智能物流
通过LIFI技术，实现物流 过程中的物品追踪、定位 和管理，提高物流效率和 准确性。
智能农业
利用LIFI技术，实现农田 监测、作物生长监测和智 能化管理，提高农业生产 效率和品质。
工业自动化中的LIFI应用
智能制造
利用LIFI技术，实现生产线 上的设备与控制系统之间 的无线通信，提高生产效 率和产品质量。
LIFI技术具有高速、安全、抗干扰能力强等优点，可广泛应用于室内和室 外环境中的短距离通信。
LIFI系统组成
LIFI系统主要由光源、调制器、发射天线 、接收天线和解调器等部分组成。
解调器的作用是从接收到的光波中提取 出数据信号，并将其还原成原始数据。
发射天线和接收天线的作用是控制光的 方向和聚焦，提高通信的可靠性和稳定 性。
LIFI技术的发展历程与现状
总结词
LIFI技术经历了从实验室研究到商业化应用的发展历程，目前已经取得了一定的成果和 应用。
LiFi 可见光通信 开灯上网
LiFi 可见光通信开灯上网作者：暂无来源：《上海信息化》 2017年第2期文/ 彭健众所周知，亚历山大·贝尔是“电话之父”，但鲜为人知的是，他发明的光线电话，利用光波作为媒介传输话音信息，成为现代光通信的雏型。
时至今日，LiFi 又将如何继承光通信的“衣钵”呢？LiFi（Light Fidelity）是指利用可见光通信技术（VLC）来实现信息传输。
简单来说，LiFi可见光通信就是以各种可见光源作为信号发射源，不使用光纤等传统波导，直接在空气中传输信号的一种通信技术。
早在2011年的TED（全球科技娱乐设计）大会上，英国爱丁堡大学教授哈拉尔德·哈斯（HaraldHaas）就利用400THz～800THz的可见光以及带有信号处理技术的LED灯泡，实现了高清视频的数据传输。
并且，哈斯教授在大会上首次将“VLC”称为“LiFi”。
WiFi“替身”优势何在LiFi可以将诸如LED照明设备变成类似WiFi路由器的无线接入热点，同样能够让用户在宽带接入时摆脱有线的束缚。
因此，常有“后来者居上”的LiFi替代WiFi之说，但短期内会是二者并存、优势互补状态。
相较之下，LiFi的优势还在于：更多的电磁频谱资源。
随着移动互联网快速发展，WiFi需要承载的数据流量越来越多，当前WiFi所使用的频段带宽有限，在人口密集区域，有限的WiFi频段资源已经无法满足这种增长需求，出现了数据传输拥塞等影响通信质量的情况。
而且WiFi使用的频段属于开放频段，诸如蓝牙、ZigBee等物联网通信技术同样可以工作在该频段，大量物联网设备接入，更加剧了对WiFi使用频段资源的争夺。
LiFi则使用可见光为传输载体，虽然可见光同样属电磁波，但是其带宽是WiFi带宽的数万倍，能够有效避免数据传输拥塞问题。
更快的传输速度。
基于802.11标准的WiFi技术，从802.11a逐步演进到802.11ac，已将数据传输速率提升至1Gbps。
LiFi---
白炽灯都得换LED+AP 激光灯更好
昂贵
干扰
同频段环境光源闪瞎
局限
双向
穿墙 睡觉连LiFi还得开灯
、、 电脑也得插个闪闪闪的小灯泡
才能进行上传
总结
任何一项黑科技新技术，从实验室走向大规模商业化生产 都是路漫漫其修远。Li-Fi其实并没有人们所想象的那样完 美可以完全替换Wi-Fi的使用，而可见光通信对于LED灯的 要求，究竟是以照明为主，还是以通信为主，仍旧是业界 争论不休的问题。但不可否认的是，任何一项新（gao） 技（ke）术（ji）的完善都不是一蹴而就，唯有在质疑中突 破瓶颈，才能实现质的飞跃。
速度
环保
安全
一秒一部小电影~
传输速度up 电磁污染down
畅通
1.飞机、医院等敏感地区 2.可见光对数据保护
、、
详见后文
相对于传统WiFi LiFi的优势
WiFi使用的是射频信号，但随着无线存取需 求增加，就算增加射频资源都可能不足以解 决问题，这就是所谓“频谱危机”。但对于
LiFi而言，可见光谱的宽度却庞大无比。
THANKS
XXXX
未来可见光通信技术 Li-Fi（Light Fidelity）
LiFi新特性
利用AP芯片 使LED灯极快 地闪烁模拟 二进制编码
利用可见光 传输数据
人眼无法分辨
每秒数百万次
闪烁频率但光敏
接收器可以
实验室
平均网速达
150M
离线单向速率
3.7G/s
灯亮为1 灯灭为0
相对于传统WiFi LiFi的优势
图片中WiFi的 14个信道总共 只占有70MHz 的频带宽度，
而至于可见 光…
Li-Fi技术的发展
Li-Fi技术的发展随着互联网的迅速发展和人们对无线网络需求的增加，Wi-Fi技术在我们的日常生活中已经得到了广泛应用。
随着无线设备的增多和频谱资源的有限化，Wi-Fi技术在传输速度和稳定性方面受到了一定的限制。
为了解决这一问题，人们开始探索一种新的无线通信技术，即Li-Fi技术。
Li-Fi技术是Light Fidelity的简称，即利用可见光进行无线数据传输的一种技术。
与Wi-Fi技术不同，Li-Fi技术利用的是可见光谱段的光信号进行数据传输。
通过使用LED 灯泡作为光源，可以以极高的速度对数据进行编码和传输，从而实现无线通信。
Li-Fi技术的发展起源于2004年，由奥尔哈（Harald Haas）教授提出，并在2011年的TED Global大会上进行了首次公开演讲。
这一创新引起了世界范围内的广泛关注，并迅速成为了学术界和产业界的研究热点。
Li-Fi技术的发展离不开LED技术的进步。
传统的白炽灯泡和荧光灯都难以实现高速的数据传输，因为它们的亮度随着电流的变化而变化。
而LED灯具有快速调光的特点，可以根据不同的数据传输需求，改变灯的亮度，从而实现更高的数据传输速度。
与Wi-Fi技术相比，Li-Fi技术具有许多优点。
Li-Fi技术的传输速度远远超过了Wi-Fi技术，可以达到每秒数Gbps的速度。
这使得Li-Fi技术在大数据传输和高带宽应用上具有巨大的潜力。
Li-Fi技术在传输稳定性方面表现出色，因为光信号不受电磁干扰的影响。
Li-Fi技术还具有高度安全性的特点，因为光信号无法穿透墙壁，使得盗窃数据的风险大大降低。
Li-Fi技术也存在一些挑战和限制。
Li-Fi技术需要在接收器和发射器之间保持可见光的连续性，这要求用户和设备在使用过程中不能遮挡光信号的传输路径。
由于可见光无法穿透墙壁，所以Li-Fi技术的覆盖范围相对较小，仅适用于小范围的室内环境。
由于Li-Fi技术需要使用LED灯作为光源，所以在大规模应用中可能需要高成本的更新和改造。
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2010年世博会航空馆等展示 其理念，再三网融合的大背 景下，2013年4月，国际 863计划信息技术领域“可 见光系统关键技术研究”主 题启动会议举办。
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2008年暨南大学设计处可 见光通讯样机，2009年中 科院半导体研究所在2009 年工博会展出应用实例
发展历史及进展现状 2011年，爱丁堡大学教授 Harald Haas在TED上发表了 一个关于Lifi技术的演讲。除了 爱丁堡大学，德国的弗劳恩霍 夫光电研究所，欧洲另一个团 队在操作的ACEMIND项目和 复旦大学计算机科学技术学院 实验室都曾经实现过类似的技 术。目前，位于爱丁堡的 pureLife是第一家相关的创业 公司。
输入文字
在此输入标题
在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论
输入文字
在此录入综合分析
在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论
谢谢观赏
哈拉尔德·哈斯
该公司的第一代产品Li-1st可以实现 三米内的双向传输，速度可达到5Mbps， 同时LED灯的照明功能不会受到任何影响。 在2014第四季度，pureLife团队上线 输入文字 了LiFi网络产品Li-Flame ，该系统可以实 在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论 现把现成的灯泡转换成 LiFi接入点，自动 在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论 双向传输数据的功能。也就是说，只要拥 有Li-Flame，见到灯泡就可以上网。 Li-Flame可充电，当用户从一个AP转 移到另一个时（比如进入另一个房间）， 可保证连接不断，增强用户移动性。
LiFi技术是运用已铺设好的设备（无处不在的LED灯），只 要在灯泡上植入一个微小的芯片，就能变成了类似于AP（类似 于WiFi热点）的设备，使终端随时能接入网络。
基本原理
光和无线电波一样，都属于电磁波的一种，传播网 络信号的基本原理是一致的。给普通的LED灯泡装上微 芯片，可以控制它每秒数百万次闪烁，亮了表示1，灭 了代表0。 数据是通过LED灯传播的，灯泡闪烁速度极快，每秒能 达到百万次以上，人眼根本觉察不到其在闪烁，而用光敏传 感器却可以接收到这些变化。
卡西欧、三星甚至与 NEC、松下电气、夏普、 东芝与NTT等企业一道 成立了可见光通讯联盟
在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论
输入文字
在此录入上述图表的综合 分析结论，在此录入上述 图表的综合分析结论
输入文字
基本原理
就这样以可见光为主体，二进制的数据就被快速编码成灯光信号 并进行了有效的传输。灯光下的电脑，通过一套特制的接收装置，读 懂灯光里的“莫尔斯密码”。
发展历史及进展现状
1
1998年香港大学 G.peng提出LED交通信 号灯提供交通广播
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后来日本、美国、澳大 利亚等国家相关机构提 出在交通安全、水下、 室内等领域应用概念
对于电磁波来说，其可以穿透物体进行传播，从 安全角度上看，这可能会被截取而泄露信息。但 对于LiFi来说，可见光只能延直线传播，不会穿透 墙体的物体。数据只往人们所设定的方向传播， 有利于信息的安全性。
四、安全
如何解决反 向通信和环 境干扰问题 呢
对于环境干扰问题，复旦大学的科研人员在 LIFI系统中使自行研制的窄带滤镜，可以一定 程度上避免背景光的干扰；对于室内的电磁干 扰，噪声主要在1MHz以下，他们在系统应用 中也避开了这个频段。要实现高速的传输速度， 还需要在空间内布置更多用了的中继站，以保 证传输的稳定性。
在拉斯维加斯举行的2012年消费 电子展览会(CES)上，卡西欧发布 了两部使用可见光进行数据传输的 输入文字 在此录入上述图表的综合分析结论 智能手机
在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论
三星在2010年就开始利用 搭载LED背光的LCD平面显 示器试验可见光通讯，西门 子在2010年通过白色LED 可见光通信，实现了最高 500Mbps的通信速度
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在此录入上述 图表的综合
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在此录入上述 图表的综合
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在此录入上述 图表的综合
2013年10月，复旦大学计算机科学技术学院表示该技术 在实验室成功实现。研究人员将网络信号接入一盏1W的 LED灯珠，灯光下的4台电脑即可上网，最高速率可达 3.25G，平均上网速率达到150M，堪称世界最快的“灯 光上网”。11月，10台样机亮相2013年上海工博会。 2015年11月26日，Li-Fi已经通过实验检测，其数据传输 速度可以达到每秒1GB。
在家里，打开台灯就可以下 载歌曲；在餐厅，坐在有灯 传输速度快
可见光的频谱带宽是目前电磁 波带宽的10000倍。目前据报 道，实验室测试最高速度可达 1Gbps。这对于人们对速度的 要求是个可喜的数据，人们可 以随时随地的享受高速带来的 体验。
而针对数据上行，可采用了两套系统，分别是可见光上行和红外上 行。所谓可见光上行，即需要在电子设备上安装一个灯泡，而红外 上行虽然肉眼看不见，但是速率却较低。 而某教授认为单向传输更适合可见光通信，“可见光通信并不适合 做信息的双向传输，如果反向信号上网的话，每个灯必须接上网线。 如果信号回传，接收设备也要安装灯泡，而且还要对得很准，否则 速度上不来。” “我们又很多地方其实是不需要信息回传的，例如 电视、收音机、交通灯等等，只需要做到信息从信息源下载。”
虽然现在可见光通信已经有商业范例，但是依旧停留 在宣传模型的阶段。可见光现在应该做的不是去企图 去上互联网，去取代wifi，而是应该等待属于它的独 有应用。如果能够找到发挥可见光通信的特点——单 输入文字 向、中速、可控区域这三点加在一起的应用，就能真 在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论 正让可见光通信发挥它的巨大作用。 在此录入上述图表的综合分析结论
在此录入上述图表的综合分析结论
在此输入标题
输入文字 其未来，能否产生杀手锏式的应用，还 在此录入综合分析 输入文字 依赖人们无限的想象力：汽车间依靠 LED车灯来“对话”，飞机客舱里乘客 利用头顶的LED阅读灯来上网…… 输入文字
在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论
资料收集： 分 工 PPt制作：
PPt讲解：
目录
1.LIFI简介
2.基本概念 3.原理 4.发展历史以及进展现状
5.主要应用
6.优势
7.未来展望
LIFI简介
LIFI（Light Fidelity），全称为可见光无线通信（VLC）， 又称光保真技术，是一种利用灯泡发出的光传输数据的技术。
基本概念
主要应用
办公室，教室，寝室
Li-Fi以低廉的成本解决了办公室等场景上网问题，只要 在这些场景安装此类LED等就可以可享受100Mbps连接， 数据经过加密。
主要应用
医院
Li-Fi可以轻松解决两个问 题：手术室可以有照明用 的设备，就具备了使用LiFi的条件。Li-Fi的频谱是 Wi-Fi的1万倍，不会影响 到医疗设备的使用。
主要应用
汽车
LED交通指示灯 能发送路况信息。
主要应用
飞机
在此录入上述图表的综
合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论 在此录入上述图表的综合分析结论
飞机上的Li-Fi服务。据 传，飞机上每位乘客可 以使用最高9.8Mbps的 连接。
一、建设便利，光源易得
人们可以利用已经铺设好的 电灯设备电路，在需要接入 网络的地方植入一个芯片即 可。例如高速公路上的路灯， 人们在高速行驶的车上能轻 易的接收到路灯传来的信号。
三、绿色健康，低能耗
人们无时无刻都处在“光”这 环境中，可见光对于人类来说 是绿色的，无辐射伤害的一种 物质。因此用光来作为无线通 信的媒质，是一种对人类发展 更健康，更可取的方向。
同时用光来通信能减低能 耗，因为不需要像基站那 样提供额外的能耗。就算 是在白天，只要把作为 “热点”的灯的亮度降低 人眼所觉察不到的程度即 可，在夜晚的时候可以作 为数据传输和照明的作用。