Wi-Fi的“替代者”們

今年1月底，北京的創(chuàng)業(yè)者聚集地之一—位于中關(guān)村的車庫(kù)咖啡，多了一個(gè)“新項(xiàng)目”：高通公司旗下負(fù)責(zé)聯(lián)網(wǎng)和連接技術(shù)的子公司高通創(chuàng)銳訊開(kāi)的一家新“咖啡館”。

不過(guò)，這并不是高通要跨界做咖啡館，也不是車庫(kù)咖啡在支持競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，高通創(chuàng)銳訊只是希望通過(guò)這一咖啡館“樣板間”，告訴人們未來(lái)的咖啡館應(yīng)該是這樣的：通過(guò)自己的手機(jī)就能夠調(diào)節(jié)室內(nèi)的燈光、音樂(lè)，甚至讓泡泡機(jī)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候運(yùn)轉(zhuǎn)，營(yíng)造出浪漫的氣氛。

事實(shí)上，在今年年初的CES上，高通就曾展示過(guò)這一被稱為“萬(wàn)物互聯(lián)”的概念：LED燈、水管、電視、音響、門鎖等所有能想到的東西都應(yīng)該互相連接，通過(guò)LED燈的不斷閃爍提醒你水龍頭沒(méi)有關(guān)緊，或者看電視同時(shí)，告訴生病的你該吃藥了。

這也意味著，未來(lái)，每個(gè)家庭擁有的聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量將大幅提升。高通在2014年臺(tái)北國(guó)際電腦展上發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，目前每個(gè)家庭平均擁有7個(gè)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，而到了2020年，這個(gè)數(shù)量將達(dá)到20個(gè)。

問(wèn)題是，家庭中的“萬(wàn)物”聯(lián)網(wǎng)，如果還需要通過(guò)無(wú)數(shù)線纜相互連接，這幅畫面的未來(lái)感和酷炫程度或許就要大打折扣了—現(xiàn)有的Wi-Fi技術(shù)，還不能完全去掉這些線纜，特別是在視頻傳輸這類需要高信息傳輸速率的情況下。

根據(jù)Wi-Fi目前的數(shù)據(jù)傳輸速率，要想通過(guò)藍(lán)光播放器、外接顯示和音響等設(shè)備，完整地看完一部4K高清立體聲電影，可能仍無(wú)法擺脫丑陋的線纜。

“我們每天創(chuàng)作和使用的內(nèi)容越來(lái)越豐富，例如4K視頻、高清電影、音樂(lè)等等。無(wú)線通訊行業(yè)需要為未來(lái)5年增長(zhǎng)千倍的移動(dòng)數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備。”高通創(chuàng)銳訊產(chǎn)品管理總監(jiān)Mark Grodzinsky對(duì)《第一財(cái)經(jīng)周刊》說(shuō)。而隨著人們對(duì)視頻和音頻質(zhì)量的要求越來(lái)越高，這種需求會(huì)更加迫切。

2014年年中，高通收購(gòu)了60GHz Wi-Fi技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者Wilocity，意圖通過(guò)60GHz這一頻段提升網(wǎng)絡(luò)容量。

目前Wi-Fi普遍使用的頻段有兩個(gè)，分別是2.4GHz和5GHz，低頻率對(duì)應(yīng)的帶寬較小，每個(gè)頻段劃分出的信道也少，并且大多數(shù)更加優(yōu)質(zhì)的信道被電視、衛(wèi)星等其他功能占用，留給Wi-Fi技術(shù)的信道數(shù)量少，質(zhì)量也不算最好。

60GHz不一樣的地方在于，它是一個(gè)還未被Wi-Fi和其他主流消費(fèi)電子設(shè)備使用的頻段，這個(gè)頻段擁有大量的可用資源。由于它的頻率相較于2.4GHz和5GHz高很多，因此信道更寬，較IEEE 802.11n(現(xiàn)有Wi-Fi技術(shù)的一種)的可用通道寬度提升了近50倍。這樣的直接結(jié)果就是數(shù)據(jù)傳輸速率的大幅度提升。

Wi-Fi的誕生是在2000年，當(dāng)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸速率僅有11米/秒。15年后的今天，普通Wi-Fi的數(shù)據(jù)傳輸速率理論值達(dá)到了1.3G/秒。而這種被高通創(chuàng)銳訊稱為11ad的技術(shù)能夠讓這一數(shù)值增加至7G/秒，這足以讓一部較大的4K電影在非常短的時(shí)間內(nèi)完成設(shè)備與設(shè)備間的無(wú)線傳輸。

“打個(gè)比方，10車道高速路和單車道路相比，10車道當(dāng)然可以通過(guò)更多的車輛。”Mark Grodzinsky說(shuō)。

事實(shí)上，高速公路不僅因?yàn)槁窙r較好使得汽車的行駛速度更快，路線的設(shè)計(jì)更加明確，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的模式也節(jié)省了汽車在普通公路上繞行的時(shí)間。11ad技術(shù)也有這樣的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)發(fā)送信號(hào)波束使信號(hào)傳輸具有更高的指向性，即使在密集的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中也不會(huì)受到其他信號(hào)的干擾。

這與呈放射狀向各個(gè)方向傳輸信號(hào)的普通Wi-Fi技術(shù)不同。使用11ad技術(shù)，你不用再參考朋友圈中提供的教程，要將路由器放在家里中間位置的桌子上，并且還需要滿足周圍沒(méi)有書本或者其他阻擋物的條件，才能保證網(wǎng)速。

然而，這種依托60GHz頻段的傳播仍然存在一些問(wèn)題，高頻率導(dǎo)致它的傳播范圍不如Wi-Fi那么廣，也沒(méi)有Wi-Fi那么好的穿墻性，這讓在多個(gè)房間同時(shí)使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的家庭會(huì)遇到一些困難。

高通創(chuàng)銳訊的辦法是，通過(guò)使用三頻Wi-Fi方案解決這個(gè)問(wèn)題，也就是說(shuō)與現(xiàn)有的Wi-Fi技術(shù)融合，在11ad覆蓋不到的區(qū)域，通過(guò)“快速場(chǎng)景轉(zhuǎn)移”(Fast Session Transfer)技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)頻段間的無(wú)縫轉(zhuǎn)換，而不中斷任何系統(tǒng)中正在運(yùn)行的應(yīng)用。

由微軟[微博]、戴爾[微博]、三星[微博]、華為、英特爾[微博]、松下等廠商共同成立的無(wú)線千兆聯(lián)盟(Wireless Gigabit Alliance，縮寫為WiGig)，正在著手于推動(dòng)11ad技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。而今年，或?qū)⑹侨〉煤艽蟪晒囊荒辍?/p>

戴爾已經(jīng)推出了支持11ad技術(shù)的超極本Latitude 6430u，三星計(jì)劃在今年將該技術(shù)用于移動(dòng)、醫(yī)療及智能家居產(chǎn)品中。松下采用此技術(shù)的SD卡也預(yù)計(jì)將在今年上市，它能夠使DVD影片在1分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)傳輸，全程無(wú)需使用線纜。

而除了11ad技術(shù)，可見(jiàn)光通信技術(shù)也可能成為Wi-Fi的另一個(gè)“替代者”。

早在2004年，日本慶應(yīng)義塾大學(xué)的一名教授就提出利用廣布的LED燈泡作為基站，進(jìn)行無(wú)線傳輸?shù)南敕ā?011年，德國(guó)物理學(xué)家Harald Hass在TED Global上首次向外界展示了這個(gè)被稱為L(zhǎng)i-Fi的技術(shù)。它通過(guò)一盞LED燈泡傳輸高清視頻信號(hào)，而當(dāng)Hass用手擋住光后，正在大屏幕上播放的高清視頻戛然而止。甚至在中國(guó)，復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院也在進(jìn)行類似技術(shù)的研發(fā)。

Li-Fi技術(shù)通過(guò)在LED燈上安裝的微芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。微芯片控制LED燈每秒達(dá)數(shù)百萬(wàn)次的閃爍，燈亮或燈強(qiáng)代表1，燈滅或燈暗代表0。這樣，二進(jìn)制的數(shù)據(jù)就被編碼成了燈光信號(hào)，雖然人眼無(wú)法察覺(jué)這么微弱且快速的燈光變化，但它卻能夠被光敏感應(yīng)器感應(yīng)，并通過(guò)安裝在終端設(shè)備上的特制接收裝置進(jìn)行解碼，實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。

有研究者表示，希望未來(lái)的25年內(nèi)，人們可以實(shí)現(xiàn)用“燈泡”手機(jī)上網(wǎng)。而這種低輻射、低成本、信號(hào)傳輸快的技術(shù)，還可能應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。比如通過(guò)分布在車前后的車燈傳輸信號(hào)，路上行駛的車與車之間、車與信號(hào)燈之間不借助其他裝置就能夠進(jìn)行“溝通”。

然而，Li-Fi技術(shù)也有弊端。由于其只有下行通道，沒(méi)有上行通道，意味著其終端設(shè)備只能接收信息，無(wú)法向LED燈泡回傳信息。另外，當(dāng)有人經(jīng)過(guò)阻擋了燈光，就會(huì)造成斷網(wǎng)。

同11ad技術(shù)一樣，Li-Fi目前并不能完全取代現(xiàn)有的無(wú)線通訊技術(shù)，而是將會(huì)在未來(lái)與Wi-Fi技術(shù)相互補(bǔ)充。所以，在可見(jiàn)的未來(lái)，家中的“萬(wàn)物”聯(lián)網(wǎng)，或許將通過(guò)多種技術(shù)結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)—比如傳統(tǒng)的Wi-Fi外，再點(diǎn)亮一盞燈。