哪里有光源，哪里就有“wifi”——這是研究員Harald Haas希望看到的景象。這種特殊的“wifi”被稱為 Lifi(Light Fidelity)，通過 LED 燈的光線來傳遞數(shù)據(jù)信息，制造可供各種終端使用的網(wǎng)絡(luò)信號。
Lifi 的原理其實很簡單：本質(zhì)上光和無線電波都是一種電磁波，只要在 LED 燈里加入一塊控制光線閃爍的芯片，就可以根據(jù)不同的光線速率編碼不同的數(shù)據(jù)信息，筆記本和手機(jī)等終端安裝的接收器就可以接受這種數(shù)據(jù)信息。因為這種光線閃爍的頻率極高，可儲存信息也更多，同時人眼是看不出這種變化的。
據(jù)spectrum的報道，Haas的團(tuán)隊擁有許多來自劍橋、牛津等一流高校的研究員。他們目前正在進(jìn)行一項為期四年、花費達(dá) 580 萬英鎊的相關(guān)項目，利用不同顏色的可見光制造高帶寬的短距離網(wǎng)絡(luò)連接。他們認(rèn)為，這種 Lifi 系統(tǒng)在某些應(yīng)用場景下是可以替代 wifi 的。
在 10 月份舉行的IEEE光子學(xué)大會上，有團(tuán)隊展示了一些具體的研究成果：他們利用市場上可以買到的紅、綠、藍(lán) LED 燈作為數(shù)據(jù)發(fā)射器傳送信息，同時 LED 燈還是可以檢測到光信號變化的二極管，也就是說，他們制造了一個可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的雙向交換系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)里，數(shù)據(jù)交換速率可以達(dá)到 110mb/s，并且，當(dāng)數(shù)據(jù)傳送只有一個方向時，這個速率可以達(dá)到 155mb/s。
另外一些團(tuán)隊為了改善數(shù)據(jù)傳送速率，制造了特殊的 LED 燈和二極管接收器，只需 5 毫瓦光源就可以讓傳輸速度達(dá)到可觀的 4Gb/s。再利用簡單透鏡，在 10 米左右的傳輸距離上，速度還可以達(dá)到 1.1Gb/s。Haas 表示這個速度很快會被提高到 15Gb/s，也就是 60ghz 無線電頻段 802.11wifi 標(biāo)準(zhǔn)的 2 倍。
另一種提高傳輸速率的方法是使用雪崩光電二極管作為接收器。雪崩光電二極管，顧名思義有雪崩的傳送效果，一個光子撞擊到接收器上將產(chǎn)生一大片新的光子，從而達(dá)到放大信號的效果。Haas 團(tuán)隊已經(jīng)制造出了第一塊集成雪崩光電二極管的 CMOS 接收芯片，這款 7.8 平方毫米的集成芯片擁有 49 個雪崩光電二極管。
德國的弗勞恩霍夫光電研究所也在做著相同的事情，他們打算在 Electronica 2014 trade show 上做一個Lifi熱點的demo。研究院負(fù)責(zé)人 Frank Deicke 表示，他們打算利用紅外光，實現(xiàn)點到點的 1Gb/s 的 Lifi 數(shù)據(jù)交換。這種速率和 USB 傳輸速率差不多，對于 wifi 和藍(lán)牙來說，要做到這一點是很困難的。另一方面，wifi 在傳感器、執(zhí)行器、控制單元之間的信號延時是在毫秒級別，而 Lifi 是微秒級別。
低延遲和更高的傳輸速率是 Lifi 的兩大優(yōu)勢，但 Deicke 表示，他們并不想利用 Lifi 取代 wifi，更多情況下，Lifi 應(yīng)該是作為現(xiàn)有通信技術(shù)的補(bǔ)足和完備。
國內(nèi)其實也有相關(guān)技術(shù)的研究：復(fù)旦大學(xué)實驗室曾利用一盞 1w 燈泡讓四臺筆記本成功實現(xiàn)上網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)速率也很客觀，最高 3.25G，平均 150mb。
此外，歐洲的另一個研究團(tuán)隊正在試圖向消費市場推廣這項技術(shù)。他們正在進(jìn)行一個名為ACEMIND的項目，旨在為家庭網(wǎng)絡(luò)和小型辦公網(wǎng)絡(luò)提供一套管理方案。ACEMIND 就包含 Lifi 通信技術(shù)的測試工程。參加這一項目的團(tuán)隊成員Dmitris Katsianis表示，Lifi 可能在接下去 5 年的時間里就能有廣泛的應(yīng)用，他認(rèn)為 Lifi 在醫(yī)院、飛機(jī)客艙、發(fā)電廠等特殊網(wǎng)絡(luò)壞境下會有比較大的使用價值。
Haas 預(yù)期的市場則大得多。他希望 LED 燈不僅僅只是一個光源，就像手機(jī)從最初只有通話功能到現(xiàn)在的小型移動計算機(jī)，他希望 LED 燈也有一個類似的飛躍。
幾十萬年前，人類學(xué)會用火，叢林里的猛獸、食物里的細(xì)菌以及寒冷的冬天就再也不能成為威脅生存的因素。一百多年前，人類發(fā)明燈泡，黑夜也不再只有一種顏色。如今，當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)學(xué)會正確用光的時候，也許數(shù)據(jù)交換和資源分享真的會打開一扇新的大門——畢竟，全世界總共擁有約 140 億盞電燈，如果這些電燈轉(zhuǎn)化為 140 億個網(wǎng)絡(luò)接入口，互聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)發(fā)展一定會有質(zhì)的飛越。
Lifi 當(dāng)然有自身的限制，比如光不能穿透墻壁等固體，一但光被切斷，網(wǎng)絡(luò)信號也就斷了。但因為光是直線傳播的，只有在直線位置的用戶才可以接收到相應(yīng)信號，也使得 Lifi 相比 wifi 更安全一些。
總的來說，Lifi 接下去的發(fā)展前景暫時還不得而知，但我戲虐性的想到了兩點：第一，Lifi 的普及將使得無數(shù)青年在晚上熄燈之后乖乖睡覺，從而拯救人們的視力健康;第二，Lifi 的普及將使得無數(shù)青年擁有更多為妹紙修燈泡的機(jī)會，從而消除單身，和諧社會。基于這兩點，我覺得還是讓我們盡情擁抱這種可見光通信技術(shù)吧。
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