【全文】蘋果、OPPO暗中部署 拆解Li-Fi聯網黑科技

文|盧佳柔    攝影|陳俊銘 林育緯 王均峰    繪圖|林媛婷
Li-Fi是透過LED燈傳輸的新興連網技術,適用於辦公室、博物館等室內場域。(Signify提供)

拿著手機走到哪滑到哪已是習慣,生活處處都要用到網路。據研調指出,2020年有將近46億聯網用戶,占全球人口59%,龐大的上網需求,單靠5G、Wi-Fi恐無法滿足。現在業界興起使用Li-Fi聯網,只要打開LED燈就能立刻上網。

本刊調查,Li-Fi就如同Wi-Fi傳輸,只是更快、更安全,LED大廠如歐司朗、昕諾飛、通用電氣早已深耕多年,而蘋果(Apple)也早將Li-Fi寫入iOS系統;不單如此,手機大廠OPPO更申請專利,計畫推出相關產品,商機一觸即發。

看好Li-Fi潛力,北科大光電工程系所早在多年前就開始研發,協助多家廠商技轉。圖為北科大教授呂海涵。

走進賣場,手握一堆購物清單,卻不知從何開始?這時只需將購物清單輸入推車螢幕,當天花板的LED燈照射到螢幕,即可以Li-Fi進行網路連線,運算秀出最順暢的採購路線,逐一指引到想買的商品前。「國外很多大賣場都有提供這項服務,台灣愛買也曾有。」北科大光電工程系終身特聘教授呂海涵說道。

這個情境能夠實現,歸功於蘇格蘭愛丁堡大學哈拉爾德.哈斯(Harald Haas)教授2011年公開的新興技術Li-Fi,只要天花板的燈具與終端裝置各別加上光收發器,燈一亮,一條通向網路世界的道路就此展開。同年,Li-Fi立即被《TIME》雜誌評為50項最佳發明之一。

藉光傳輸 速度快百倍

隨著物聯網裝置不斷暴增,Li-Fi與現有無線網路具高度互補性,需求也跟著攀升。根據Market Reports World的報告,2021年Li-Fi產值約6.5億美元,2028年市場產值預計將成長至29.8億美元,年複合成長率(CAGR)上看24.5%。

呂海涵解釋,Li-Fi顧名思義就是Wi-Fi技術的延伸,速度是Wi-Fi的百倍,與Wi-Fi不同的是,Li-Fi的網路是透過「光」傳輸,每個具有Li-Fi功能的燈都有自己的IP位址,每個使用者都能獲得相同的網路速度,不因人數多寡影響傳輸速度。

蘋果默默部署Li-Fi,在加州飛碟總部導入Li-Fi建置,也在手機iOS系統寫入相關技術。(東方IC)

「5G或Wi-Fi都採用無線電波的傳輸方式,使用者會在特定的頻寬內使用網路,用的人數越多、速度就越慢。」呂海涵補充,可以將頻寬想像成一條馬路,馬路上車越多就越容易塞車或拖慢車速,而使用光譜的Li-Fi,恰好能協助5G和Wi-Fi減少網路塞車狀況。

由於Wi-Fi經常有不穩、速度慢和潛在資安問題,讓Li-Fi成為不少企業嘗試的目標,例如豪華車品牌BMW就和歐司朗(Osram)及Fraunhofer HHI研究所合作,在BMW工廠內打造Li-Fi網路,讓遠端的工程師可透過Li-Fi網路直接操作機器人運行。

OPPO早於幾年前就已申請Li-Fi專利,未來可望看到相關手機產品面世。

「此外,蘋果在Li-Fi領域也已悄然布局,不僅將一些規範寫在iOS作業系統裡,就連蘋果美國加州飛碟總部都已裝上Li-Fi。而中國手機業者OPPO(歐珀)對導入Li-Fi產品更積極,在香港建立測試場域,其Li-Fi手機已進入測試階段。」工研院電光系統所總監朱慕道透露。

機上可用 不干擾飛行

國際知名照明大廠昕諾飛(Signify)Li-Fi事業部公共及運輸領域經理Mark Gunther向本刊表示,Li-Fi應用市場持續成長,昕諾飛已有Li-Fi產品應用在航空、國防、辦公室與學校等場域,飛機製造商Latécoère就和昕諾飛合作,為機上乘客提供高速且穩定的網路。

飛機上無法用網路,因電磁波干擾會影響飛行,但Li-Fi採光波通訊無此困擾。(翻攝Latécoère官網)

Mark Gunther說,機上一些敏感裝置的電磁波會造成訊號干擾而影響飛行,而Li-Fi是透過光波來傳送訊號,就成為很好的備用選項。Li-Fi與Wi-Fi、5G將是共存的關係,不僅可以幫助既有網路分散流量,在一些對電磁波敏感的地方,也能做為補足網路的替代方案。

昕諾飛前身為飛利浦(Philips)照明部門,2016年分拆成立後,致力發展物聯網(Internet of Things)連網LED照明設備,多年前就開始投入Li-Fi,截至2019年,昕諾飛在全球已有約100個Li-Fi合作案完成安裝。

昕諾飛前身為飛利浦,致力於連網LED照明設備開發,至今全球已有上百個Li-Fi合作案。(翻攝Philips Lighting)

Mark Gunther進一步指出,Li-Fi最大的優點就是具有安全防護的功能,因為具不可穿牆的特性,使室內數據傳輸更加安全,在國防上,能讓電子足跡不容易被偵測到,而醫療上則能確保病人隱私,故深獲重視資訊安全的企業關注。

針對台灣,Mark Gunther強調,台灣是很值得投資的市場,昕諾飛在台灣已有一些合作在進行中,只是現在還不便公開相關細節。

安全性強 中國官方推

朱慕道向本刊透露,台灣針對Li-Fi,正如火如荼展開醫療場域應用的驗證。工研院今年與精聯、鼎元、映興等業者合作,於台北榮民總醫院新竹分院的急性綜合病房建置試驗場域,並導入定位系統,協助醫生進行醫療照護。

想像一下,未來醫生巡房,只要走到病床旁,就能立刻下載該病床的病患資料,且相關數據是即時更新的數字。不只台灣,就連印度也將Li-Fi應用於醫院,希望透過Li-Fi在病床旁進行患者數據接收,避免醫護人員四處走動造成風險,即便這些都仍在實驗階段,但各國、各領域對Li-Fi的期待早已開始萌芽擴散。

話鋒一轉,朱慕道特別跟本刊提到中國對Li-Fi發展的態度。朱慕道說,中國是政府主導一切的國家,因中國政府對於定位與安全非常在意,而Li-Fi有利他們對這些事情的操作,所以中國市場對Li-Fi推得非常積極,目前已經打算要用國家力量推動Li-Fi標準與商轉,市場在中國很快會鋪陳出來。

朱慕道更透露,中國現在已有多起示範案例在進行,例如廣東就有政府經費支持,少說就有10個案子在推動。

不過,Wi-Fi近幾年也一直不斷求新求變,在安全性與定位上都有所提升,多少衝擊Li-Fi的優勢。對此,朱慕道認為,Wi-Fi有電磁輻射的問題,加上若要有更好的傳輸與更大的聯網範圍,勢必需要更高的功率(電源),因此無論是健康或節能方面,Li-Fi都居上風。

朱慕道認為,未來Li-Fi與Wi-Fi將各擁一片天,Wi-Fi可能主導7、8成無線通訊市場,剩餘2、3成則由Li-Fi拿下,Li-Fi主要應用場域會以室內居多。

五月技轉 台哥大奮進

呂海涵則樂觀表示,若未來Li-Fi的性能、普及度都比Wi-Fi好,就健康觀點,沒有電磁波問題的Li-Fi有機會成為主流,「科技進步很難想像,人類對頻寬速率需求永無止盡,只要電信公司認為應用領域發展有潛力,市場就願意投入。」他有感而發地表示。

呂海涵指出,現在是台灣發展Li-Fi的關鍵時刻,主要是因為台灣二大電信業者台灣大哥大、遠傳紛紛釋出對Li-Fi感興趣,台灣大哥大預計5月中,至北科大光電工程系諮詢Li-Fi技轉事宜,計畫先建置展示場讓民眾試用。

看好Li-Fi的發展潛力,台灣強固型電腦大廠神基,早在3年前就攜手蘇格蘭pureLiFi,將Li-Fi整合到強固型電腦中,讓使用者即便在艱困環境仍可有效利用Li-Fi網路。神基也將Li-Fi導入鐵路管理,搭配4G/5G、Wi-Fi 6和GPS,便可直接看到現場狀況,或在運送貨物時即時追蹤流向。

神基積極投入Li-Fi,並將相關技術導入在強固型電腦與鐵路管理系統中。(翻攝Getac-legacy page臉書)

針對台灣資通訊廠商在Li-Fi市場的機會,工研院分析,台灣LED照明光電產業鏈完整,磊晶/晶粒、元件、LED模組等廠商超過700家,加上通訊晶片、終端工業設計等也打下不錯的基礎,要切入前端零組件設計難度並不高。而後端業者,包含華碩、宏碁、佳世達、台達電、億光、和欣光通等,皆具Li-Fi系統整合開發能力。

「只不過現在Li-Fi與照明、面板市場相比,產值相對較小,故能見度不高;整體而言,國內供應鏈只要與光電、LED相關都會做這塊,何時浮上檯面還需看市場發展。」工研院資深技術專家吳志毅補充。

「台廠不管在技術面、生產面都有在評估,只是等待明確導入市場的時間點,(現在)有幾家廠商在跟我們談,但因為還沒看到商機爆發的時刻,所以仍在等待。」朱慕道向本刊直言。

即便如此,依舊有諸多新創業者看好Li-Fi未來發展潛力,先後向研究單位洽談技轉,例如從伸科技、山衛科技的關鍵技術就是向北科大光電工程系技轉而來,其Li-Fi相關業績也逐年成長。

從伸總經理林昆宏表示,公司投入Li-Fi已有3年,掌握一些歐美訂單,且業績有不錯成長。

從伸攻外 山衛戰3C

從伸總經理林昆宏低調向本刊透露,公司投入Li-Fi 3年,現已掌握一些歐美訂單,主力偏向客製化產品,較多用在辦公室、導覽區等室內環境,營收每年逐步增加,成長率上看50%。

另一方面,山衛則是先從燈具市場切入,而後聚焦消費性市場,投入手機、iPad和筆電等領域相關產品開發,現正積極與台灣、中國相關業者洽談。「若能得到手機廠商青睞,相信應用市場會快速起飛。」山衛副總吳孝文說道。

值得一提的是,日前台大光電所在美國光學學會電子期刊《光學聚焦》(Spotlight on Optics)發表超高速綠光微型LED,可提供5Gbps網路,不到一秒就能傳輸一片DVD或一部高畫質電影。台大表示,發表後,即受到Meta、鴻海、智崴等公司關注,預計導入智慧顯示、AR、照明通信等應用。

「綜觀全球Li-Fi市場,近2、3年討論度明顯增加,但仍處於嘗試階段,未來大量商用仍需更多廠商投入,故成本下降到技術普及還有一段時間要走。」針對Li-Fi前景,知識力科技產業顧問林貞妤下了這樣的結論。

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