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LIFI时代小伙伴们将借着灯光发微博

2014-06-09

今日科技 2014年1期
关键词:灯泡路灯灯光

不久的将来,可能会有这样的情景:路灯下,随时高速下载电影;台灯下,上网下载歌曲;餐厅里,不用询问WIFI密码,借助灯光便可随心所欲发微博……有光就能上网的可见光通信(LIFI)时代正在走来。在2013年百名海外博士重庆行子活动——第七届中国产学研合作创新大会上,中国产学研投融资联盟与中国可见光通信产业技术创新联盟签署战略合作协议,推动可见光通信技术5年内走进千家万户,重庆是首批试点城市之一。

1G电影下载只需0.2秒

未来,只要有光的地方,就可实现高速上网,且速度非常快,1G电影下载只需0.2秒。可见光通信的“秘密”在于灯泡—LED灯,与普通日光灯、白炽灯不同,LED灯可快速明灭,闪动频率极高,可承担发送信息任务,只要在LED灯泡中加入一个芯片,其便具有无线路由器、通信基站、WIFI接入点甚至GPS卫星功能,这提供了一种全新的无线通信方式,多了一种新的上网选择。

可见光通信技术的应用范围,是超出想象的,无论是在飞机上还是在灾难频发的矿下,只要有灯光便可以进行通信;每盏路灯都可成为一个路由器;汽车通过头灯和尾灯,彼此之间交换信息……

与传统无线通信方式相比,可见光通信的优势何在?首先是带宽更宽,是WIFI的一万倍,是4G的一百倍,一部1G电影下载只需0.1秒;其次绿色无辐射;第三是节能,LED灯相比白炽灯,以一个五口之家为例,一年可省电费700元,相当于节省了上网费用。

“开灯就能上网”的LIFI时代,离我们还有多远?早在2011年,国家863计划就已开始部署可见光通信技术研究,目前,我国与发达国家已处于同一起跑线上,去年,已成功研发出可见光网络台灯、可见光家庭基站、矿下可见光通信与定位等6套应用示范系统。目前,可见光通信技术主要集中在矿业和商用领域,预计5年时间将进入普通家庭中。

无需WIFI信号,每个路灯都可以当做一个免费的信息中转站,大家等车的时候在路灯下就可高速下载电影;家中的茶几、餐桌、家俱都有可能变成实用的灯具和高速的无线接入点,我们在家开灯就能看电视、高速上网。而这些还算低端变化。

中端的变化是,你若觉得电视上某件衣服漂亮,那么只需用智能手机对着电视中的衣服拍张照片,就可显示出衣服的价格、厂家等信息;汽车的LED车灯也会自动与其他车辆传输信息,然后智能的掌控车速和车向;用光传输信号后,坐飞机也可上网,不再无聊了,因为机舱中数以百计的灯泡均可作为无线传输的潜在节点。

更为高端的变化是将催生新型行业,比如实现商场超市中的智能货架,商品信息自动发布。此外,可见光还将在特殊行业,如特种通信、目标探测、高精度定位中发挥重要作用,同时拉动新型电力线、照明、灯具器材等传统行业,实现送配电服务与信息通信服务融合,使电力网也成为信息基础设施之一。

LIFI的应用:

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。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。随着白炽灯、荧光灯逐渐退出市场并被LED取代,未来任何有光的地方都可以成为潜在的LiFi数据传输源。想象一下这样的场景:在街头,利用路灯就可以下载电影;在家里,打开台灯就可以下载歌曲;在餐厅,坐在有灯光的地方就可以发微博;即便是在水下,只要有灯光照射就可以上网。LiFi另一个巨大的好处是在任何对无线电敏感的场合都可以使用,比如飞机上、手术室里等。

LIFI的进展:

2012年开始,上海市科委已在全市高校和科研院所布局这一国际前沿的无线通讯技术,由复旦大学承担的可见光通讯关键技术研究与应用取得重要进展。

复旦大学信息科学与工程学院传出好消息,一种利用屋内可见光传输网络信号的国际前沿通讯技术在实验室成功实现。

研究人员将网络信号接入一盏1W的LED灯珠,灯光下的4台电脑即可上网,离线最高单向传输速率达到3.7G/S,创造了可见光无线通信领域的单向传输速度世界纪录。实时系统平均上网速率达到150M,堪称世界最快的“灯光上网”。

LIFI的优点:

可见光通讯安全又经济。

有灯光的地方,就有网络信号。关掉灯,网络全无。与现有WiFi相比,未来的可见光通讯安全又经济。WiFi依赖看不见的无线电波传输,设备功率越来越大,局部电磁辐射势必增强;无线信号穿墙而过,网络信息不安全。这些安全隐患,在可见光通讯中“一扫而光”。而且,光谱比无线电频谱大10000倍,意味着更大的带宽和更高的速度,网络设置又几乎不需要任何新的基础设施。

LIFI的局限性:

当然,作为一种尚在实验室的全新网络技术和产品,其未来潜力也不应被过分高估。因为,从灯光通讯控制到芯片设计制造等一系列关键技术产品,都是研究人员“动手做”,要真正像WiFi那样走进千家万户,需要通过一系列的产业化发展,还有很长的路要走。Lifi技术本身也有其局限性,例如若灯光被阻挡,网络信号将被切断等等。因此,它并不是WiFi的竞争对手,而是一种相互补充,有助于释放频谱空间。其未来,能否产生杀手锏式的应用,还依赖人们无限的想象力:汽车间依靠LED车灯来“对话”,飞机客舱里乘客利用头顶的LED阅读灯来上网……

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