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LI-FI——比WI-FI快1000倍的传输信号

作者:   来源:   时间:2015-05-13 10:22:31

技术原理

    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。根据不同速率在光中编码信息完全可行,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。LiFi技术目前还处在于实验室阶段,由Haas和他爱丁堡大学的团队发明的一项专利技术。电灯泡一直以来被视作发明家梦寐以求的灵感闪现的象征。与光纤通信拥有同样的优点,高带宽,高速率,不同的是LiFi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LiFi的信号。LiFi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(WiFi热点)的设备,使终端随时能接入网络。


产生背景

    WiFi技术已经越来越普及,不过抱怨无线信号不稳定、上网速度慢、WiFi热点太少而用的人也越来越多。现在,有一项新技术可能会让这些问题得到解决。

    电灯泡一直以来被视作发明家梦寐以求的灵感闪现的象征。不过对德国物理学家Herald Haas来说,电灯泡本身给他带来了灵感。Haas和他爱丁堡大学的团队发明了一项专利技术,利用一束闪光来无线传输数字信息,这类技术通常被称作可见光通信(VLC)。

    Haas表示:“我最大的设想就是将电灯泡变为宽带通信设备。这样电灯泡不仅能提供照明,也将成为一款必要的工具。”Haas认为,通过给普通的LED灯泡加装微芯片,使灯泡以极快的速度闪烁,就可以利用灯泡发送数据。而灯泡的闪烁频率达到每秒数百万次。

    通过这种方式,LED灯泡可以快速传输二进制编码。但对裸眼来说,这样的闪烁是不可见的,只有光敏接收器才能探测。Haas表示:“这类似于通过火炬发送莫尔斯码,但速度更快,并使用了计算机能理解的字母表。”

    这一技术意味着,只要你拥有电灯泡,就可以获得无线互联网连接。目前全世界的电灯泡数量约有140亿盏。实际上,这也意味着任何路灯都可以成为互联网接入点。

    不过,被昵称为“Li-Fi”的可见光通信技术并不只是能提升互联网的覆盖范围。作为无线数据传输的最主要技术,WiFi利用了射频信号。然而,无线电波在整个电磁频谱中仅占很小的一部分。而随着用户对无线互联网需求的增长,可用的射频频谱正越来越少。

    例如,当你在咖啡店中上网时,如果周围上网的人越来越多,那么你会发现网速变得很慢。3G移动网络也是如此。与此同时,根据思科的数据,我们每年通过移动设备发送的信息量都在翻番。

    Haas表示,他的技术将是问题乐天堂FUN88的重要一部分。他表示:“可见光频谱的宽度达到射频频谱的1万倍。”这意味着可见光通信能带来更高的带宽。Haas表示,“Li-Fi”技术能带来高达1Gbps的数据传输速度。

    Haas认为,他的技术有一个重要优点,这就是不需要再新建任何基础设施。而传统射频信号的发射需要能量密集的设备。他表示:“我们使用现有设备。可见光频谱没有得到利用,没有得到监管,我们可以进行高速通信。”

    不过这一技术也有着自身的局限。雅典Harokopio大学信息学讲师Thomas Kamalakis推荐了Haas的技术,但也表示该技术的潜力不应被高估。他表示:“一个明显的问题是,可见光无法穿透物体,因此如果接收器被阻挡,那么信号将被切断。”

    英国华威大学工程学院助理教授Mark Leeson也持相同看法。他提出:“问题在于,我们的手机如何使用可见光来通信?”

    Haas表示,这是两个现实问题,但他也有简单的临时解决方法。“如果光信号被阻挡,而你需要使用设备发送信息,你可以无缝地切换至射频信号。”他认为,可见光通信并不是WiFi的竞争对手,而是一种相互补充的技术,这将有助于释放频谱空间。

    他表示:“我们仍需要WiFi,需要射频通信系统。你无法使用电灯泡向快速移动的物体发送数据,或是向树、墙和障碍物背后的物体发送数据。”在短期内,可见光通信已可以实现一些小范围应用。例如,可以在飞机中使用该技术,帮助手机和笔记本上网,此外也可以在水下等无线电波无法传播的场所使用该技术。

    Haas指出,Li-Fi技术带来了极高的安全性,因为可见光只能沿直线传播,因此只有处在光线传播直线上的人才有可能截获信息。

    最近,爱丁堡大学也研究除了激光Li-Fi传输速度可突破100G每秒!

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