Li-Fi可見光通信：讓電燈泡變成無線路由

Li-Fi技術(shù)的發(fā)明者HeraldHaas認(rèn)為可見光頻譜可以用來傳輸數(shù)據(jù)，由于可見光譜的頻譜寬度比傳統(tǒng)的射頻頻譜大得多，因此能夠帶來更高的帶寬。

WiFi技術(shù)已經(jīng)越來越普及，不過抱怨無線信號不穩(wěn)定、上網(wǎng)速度慢、WiFi熱點(diǎn)太少的人也越來越多。現(xiàn)在，有一項(xiàng)新技術(shù)可能會讓這些問題得到解決。

電燈泡一直以來被視作發(fā)明家夢寐以求的靈感閃現(xiàn)的象征。不過對德國物理學(xué)家HeraldHaas來說，電燈泡本身給他帶來了靈感。Haas和他愛丁堡大學(xué)的團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一項(xiàng)專利技術(shù)，利用一束閃光來無線傳輸數(shù)字信息，這類技術(shù)通常被稱作可見光通信(VLC)。

Haas表示：“我最大的設(shè)想就是將電燈泡變?yōu)閷拵ㄐ旁O(shè)備。這樣電燈泡不僅能提供照明，也將成為一款必要的工具。”Haas認(rèn)為，通過給普通的LED燈泡加裝微芯片，使燈泡以極快的速度閃爍，就可以利用燈泡發(fā)送數(shù)據(jù)。而燈泡的閃爍頻率達(dá)到每秒數(shù)百萬次。

通過這種方式，LED燈泡可以快速傳輸二進(jìn)制編碼。但對裸眼來說，這樣的閃爍是不可見的，只有光敏接收器才能探測。Haas表示：“這類似于通過火炬發(fā)送莫爾斯碼，但速度更快，并使用了計(jì)算機(jī)能理解的字母表。”

這一技術(shù)意味著，只要你擁有電燈泡，就可以獲得無線互聯(lián)網(wǎng)連接。目前全世界的電燈泡數(shù)量估計(jì)約有140億盞。實(shí)際上，這也意味著任何路燈都可以成為互聯(lián)網(wǎng)接入點(diǎn)。

不過，被昵稱為“Li-Fi”的可見光通信技術(shù)并不只是能提升互聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍。作為無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖钪饕夹g(shù)，WiFi利用了射頻信號。然而，無線電波在整個(gè)電磁頻譜中僅占很小的一部分。而隨著用戶對無線互聯(lián)網(wǎng)需求的增長，可用的射頻頻譜正越來越少。

例如，當(dāng)你在咖啡店中上網(wǎng)時(shí)，如果周圍上網(wǎng)的人越來越多，那么你會發(fā)現(xiàn)網(wǎng)速變得很慢。3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)也是如此。與此同時(shí)，根據(jù)思科的數(shù)據(jù)，我們每年通過移動(dòng)設(shè)備發(fā)送的信息量都在翻番。

Haas表示，他的技術(shù)將是問題解決方案的重要一部分。他表示：“可見光頻譜的寬度達(dá)到射頻頻譜的1萬倍。”這意味著可見光通信能帶來更高的帶寬。Haas表示，“Li-Fi”技術(shù)能帶來高達(dá)1Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速度。

Haas認(rèn)為，他的技術(shù)有一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)，這就是幾乎不需要再新建基礎(chǔ)設(shè)施。而傳統(tǒng)射頻信號的發(fā)射需要能量密集的設(shè)備。他表示：“我們使用現(xiàn)有設(shè)備?？梢姽忸l譜沒有得到利用，沒有得到監(jiān)管，我們可以進(jìn)行高速通信。”

不過這一技術(shù)也有著自身的局限。雅典Harokopio大學(xué)信息學(xué)講師ThomasKamalakis推薦了Haas的技術(shù)，但也表示該技術(shù)的潛力不應(yīng)被高估。他表示：“一個(gè)明顯的問題是，可見光無法穿透物體，因此如果接收器被阻擋，那么信號將被切斷。”

英國華威大學(xué)工程學(xué)院助理教授Mark Leeson也持相同看法。他提出：“問題在于，我們的手機(jī)如何使用可見光來通信?”

Haas表示，這是兩個(gè)現(xiàn)實(shí)問題，但他也有簡單的臨時(shí)解決方法。

“如果光信號被阻擋，而你需要使用設(shè)備發(fā)送信息，你可以無縫地切換至射頻信號。”他認(rèn)為，可見光通信并不是WiFi的競爭對手，而是一種相互補(bǔ)充的技術(shù)，這將有助于釋放頻譜空間。

他表示：“我們?nèi)孕枰猈iFi，需要射頻通信系統(tǒng)。你無法使用電燈泡向快速移動(dòng)的物體發(fā)送數(shù)據(jù)，或是向樹、墻和障礙物背后的物體發(fā)送數(shù)據(jù)。”在短期內(nèi)，可見光通信已可以實(shí)現(xiàn)一些小范圍應(yīng)用。例如，可以在飛機(jī)中使用該技術(shù)，幫助手機(jī)和筆記本上網(wǎng)，此外也可以在水下等無線電波無法傳播的場所使用該技術(shù)。

Haas指出，Li-Fi技術(shù)帶來了極高的安全性，因?yàn)榭梢姽庵荒苎刂本€傳播，因此只有處在光線傳播直線上的人才有可能截獲信息。

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