走近我们的“光网络”

治均

外面下着倾盆大雨，需要打车软件的帮忙，卻为搜不到信号而抓狂？需要搜索时，家里的宽带却突然断线而导致WiFi无信号。

想象一下，哪里有光哪里就有网络，是不是这些问题就迎刃而解了？

其实，光网络已经离我们不远。一位德国科学家发明了利用LED光来传播数据的方法，称其为Li-Fi，而现存的LED灯只要稍加改装就能联网。

这种技术未来能否完全取代WiFi？

据悉，人们普遍依赖的WiFi，主要靠的是全球数百万个基站和路由器的帮助，但它们归根结底还是属于“稀有资源”，昂贵却效率低下，大部分能量消耗在冷却上。有什么办法能对WiFi发出的信号进行改善？目前，一种将LED光源变身为无线网络发射器的新技术正在成为人们的“新宠”。

未来，“光网络”无处不在

在咖啡店里使用无线网络时死机？蹭隔壁邻居的WiFi被发现？抑或是在公司会议上对着有限的宽带带宽皱眉？

不管身在何处，有过联网经历的人，都会因为网络信号的不稳定而有过挫败感。

当无线越来越普及之后，人们会发现周围有越来越多的人跟自己一起分享网络，无论带宽提速到多少，很多人依然会觉得，有一种稳定高速的无线信号是件“可望而不可即”的事。

其实，我们现在所普遍使用的WiFi，实际上是一种高频无线电信号。而能够携带信号和数据的，远远不止无线电波一种信号，所以一种新的信号传输方法已经走近我们，这就是将来无处不在的“光网络”。

对此，一位德国物理学家率先实现了突破。

这位名叫哈拉德·哈斯的教授率先提出了一种解决方案——用LED灯泡的光实现数据传输。人们习惯性地把这种新的传输网络信号的方法简称为“Li-Fi”（可见光无线通信技术）。

其实，这种使用“光”传送信号的方式和我们日常使用的红外遥控以及蓝牙技术，均有相似之处。不过这种可见光的传播密度比红外线更高，却不需要像红外线那样只能直接地以狭窄的角度传播（电视遥控不对着电视就控制不了），并拥有蓝牙那种在近距离均能无缝连接的能力。哈斯“引以为傲”的研究结果是，他的“Li-Fi”能够产生的数据速率超过了500兆/秒的下载速度，远超普通宽带连接速度（普通宽带的下载速度大约在0.8兆/秒到10兆/秒左右）。所以，根据哈斯的设想，在未来无论是笔记本电脑还是智能手机，只要在一个有光的房间里，就能用这么高的速度上网。但同时其缺点就是，如果没有光就无法接收数据，也就无法上网。

据悉，这种技术给人们带来了无限的想象空间。

设想一下，无论是街边的路灯、汽车车头灯甚至是每栋商务楼射出的灯光，都能够成为接入网络的载体。那么在未来的智能城市里，有光之处就有信号，不仅是人与设备能互联，设备之间也能互联，比如前后汽车的尾灯和前灯能自动感知车距，并自动传送刹车信息，使司机有更充分的信息，甚至无人驾驶也更加安全。这种“无处不在”的信号来源，其意义不仅仅在于普遍性，还能够打消人们对于无线网络信号是否会给人体健康带来隐患的疑虑。

“光网络”的核心技术

“‘光网络的原理其实很简单，假设LED灯亮着，你就可以发送数字1，如果灯关闭，就可以发送数字0，这就是数字技术最依赖、最基本的二进制编码。闪烁的频率越快，可以存储和发送的编码和数据也就越多，同时人的肉眼根本无法看出这种变化。”哈斯告诉记者，这种科技的核心就是LED（发光二极管），因为其特点是闪烁频率高而得以采用。但由于传输信号的技术尚未成熟，所以目前有很多研究团队在进行研发，包括牛津大学和爱丁堡大学。

“测试的初步结果振奋人心——如果使用1个标准的白光LED，Li-Fi的理论速度就已经能够达到1000兆/秒，而且这个速度还能够变得更快。”哈斯说。

“但初步的速度还不能提得太快，首要的就是解决信号问题。”对于目前的Li-Fi前景，哈斯显得还比较低调。其实早在2009年，美国联邦通信委员会就已经警告迫在眉睫的信号危机。“我们的移动设备都非常贪婪，全球都在寻求更高速、更便捷的无线宽带。”

根据初步统计，全世界大概有超过140亿条灯管，而未来这些灯管只需要被LED所释放的数据所取代，就能够保证民众能用到高速而稳定的无线宽带。“仅仅高速并不够，重要的是这样的宽带要比WiFi更加廉价，据估计，能达到其十分之一的价格，因为LED灯管因其节能效果还在不断普及中，仍有巨大潜力。”

据了解，Li-Fi的好处不仅于此。目前WiFi因安全原因在一些场所是被禁的，比如飞机、医院等。而到了水下，WiFi也因为无法传播而不起作用。而光的传播无处不在，优势无疑更加明显。“是到了用Li-Fi的时候了，对此我坚信不疑。”哈斯说。

哈斯已经行动起来。过去几年，他的团队和剑桥、牛津等大学共同成立了一项为期4年，总投资额达到580万英镑的计划。他们准备利用不同颜色的可见光，制造高频宽的短距离网络连接。在哈斯和他的团队看来，这些用不同颜色的光组成的Li-Fi系统，在某些应用场合下，是完全可以取代现有的WiFi信号的。

也就是说，不同颜色的LED灯，可以作为发射信号和传送数据的载体，也可以接收信号。所以，这相当于一个双向交换系统，而且数据交换的速度可以高达110兆/秒。不过，哈斯和他的团队并不是Li-Fi的唯一研究者。德国的德累斯顿弗朗霍夫学院的研究者们，已经率先在2014年11月公布了一个Li-Fi的热点。根据他们的说法，这个热点更加接近目前的红外线，属点对点接入式，更加适合于工业用途，而速度已经高达惊人的1000兆/秒。

“‘光网络的优势不仅仅在于无线，也在于其延迟信号的时间。WiFi的延迟时间是毫秒数量级，而Li-Fi则是微秒量级。”弗朗霍夫学院的弗兰·迪克认为，“这个差别在工业应用中是至关重要的，尤其是传输数据流的传感器、控制器，对于延迟信号的控制要求更高。这个意义上，Li-Fi更具明显优势。”

“但我们不想取代WiFi。”迪克也承认，现在指望Li-Fi马上完全取代WiFi还不现实。因为“这还不是我们的目标”。

“光网络”能否取代WiFi？

据悉，尽管Li-Fi看似前程远大，但反对的声音也同样不少：Li-Fi可以作为WiFi的很好补充，但不太可能全面取代。

英国华威大学的马克·里森就公开声明了这个观点：“我从来没有认为Li-Fi是万能的，这种技术的确有可取之处，但是你要指望它横扫之前的一切技术，是不可能的。”

Li-Fi技术最需要攻克的难题就在于反向通信，也就是如何将接收到的信号再发射回去。目前，LED灯泡发射出的无线网络数据信号可以被手机所接收，但能从手机发信号回去才能保证通信连接的畅通。

LED灯之间可以形成点对点的对接，但要应用到普通用户还是一个很大的难点。“除非有人接受在使用网络的时候，你的手机始终向外发着强光。”

另外一个难点在于环境干扰。在Li-Fi的工作环境中，要求不停变换光谱频段，但也有时候会工作在同样的光谱频段，一旦环境光源很强，就会导致信噪比（SINR）受到干扰而失灵。

还有一些人认为，在标准化、通信距离等方面，Li-Fi要走的路也依然漫长。但不管怎样，Li-Fi技术肯定将会成为未来几年无线网络通信中不可或缺的一支新生力量。马克·里森教授认为：“手机从普通的通话工具，一步一步衍变成一种移动的掌上电脑。同样的，在未来可以预见的一段时间内，LED灯也将从普通的照明工具衍生出很多其他功能，比如网络信号发射和接收的载体，我们将拭目以待。”

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本刊讯 普益财富日前发布2014年第四季度银行理财能力排名报告，兴业银行理财产品发行能力、收益能力、风险控制能力、信息披露规范性排名均位列全国性银行前五强，并最终荣获综合理财能力排行榜第一名。

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