LIFI

簡介

　　無需WiFi信號，點一盞LED燈就能上網(wǎng)。2013年10月15日，復(fù)旦大學(xué)信息學(xué)院傳出好消息，一種利用屋內(nèi)可見光傳輸網(wǎng)絡(luò)信號的國際前沿通訊技術(shù)在實驗室成功實現(xiàn)。研究人員將網(wǎng)絡(luò)信號接入一盞1W的LED燈珠，燈光下的4臺電腦即可上網(wǎng)，最高速率可達(dá)3.25G，平均上網(wǎng)速率達(dá)到150M，堪稱世界最快的“燈光上網(wǎng)”。
　　德國物理學(xué)家哈拉爾德·哈斯由燈泡本身“點亮”了奇思妙想：依賴一盞小小的燈，將看不見的網(wǎng)絡(luò)信號，變成“看得見”的網(wǎng)絡(luò)信號。哈斯和他在英國愛丁堡大學(xué)的團(tuán)隊最新發(fā)明了一種專利技術(shù)，利用閃爍的燈光來傳輸數(shù)字信息，這個過程被稱為可見光通訊（VLC），人們常把它親切地稱為“Lifi”，以示它能給以WiFi為代表的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)可能帶來革命性的改變。
　　德國物理學(xué)家哈拉爾德·哈斯在TED演講“用每一個燈泡提供無線信號中提到，當(dāng)前的無線電信號傳輸設(shè)備存在很多局限性，它們稀有、昂貴、但效率不高，比如手機(jī)，全球數(shù)百萬個基站幫助其增強(qiáng)信號，但大部分能量卻消耗在冷卻上，效率只有5%。相比之下，全世界使用的燈泡卻取之不盡，尤其在國內(nèi)LED光源正在大規(guī)模取代傳統(tǒng)白熾燈。只要在任何不起眼的LED燈泡中增加一個微芯片，便可讓燈泡變成無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器。
 

原理

　　光和無線電波一樣，都屬于電磁波的一種，傳播網(wǎng)絡(luò)信號的基本原理是一致的。給普通的LED燈泡裝上微芯片，可以控制它每秒數(shù)百萬次閃爍，亮了表示1，滅了代表0。由于頻率太快，人眼根本覺察不到，光敏傳感器卻可以接收到這些變化。就這樣，二進(jìn)制的數(shù)據(jù)就被快速編碼成燈光信號并進(jìn)行了有效的傳輸。燈光下的電腦，通過一套特制的接收裝置，讀懂燈光里的“莫爾斯密碼”。

優(yōu)點及不足

　　優(yōu)點
　　可見光通訊安全又經(jīng)濟(jì)
　　“有燈光的地方，就有網(wǎng)絡(luò)信號。關(guān)掉燈，網(wǎng)絡(luò)全無。”遲楠告訴記者，與現(xiàn)有WiFi相比，未來的可見光通訊安全又經(jīng)濟(jì)。WiFi依賴看不見的無線電波傳輸，設(shè)備功率越來越大，局部電磁輻射勢必增強(qiáng)；無線信號穿墻而過，網(wǎng)絡(luò)信息不安全。這些安全隱患，在可見光通訊中“一掃而光”。而且，光譜比無線電頻譜大10000倍，意味著更大的帶寬和更高的速度，網(wǎng)絡(luò)設(shè)置又幾乎不需要任何新的基礎(chǔ)設(shè)施。
　　不足
　　作為一種尚在實驗室的全新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和產(chǎn)品，其未來潛力也不應(yīng)被過分高估。“因為，從燈光通訊控制到芯片設(shè)計制造等一系列關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品，都是研究人員‘動手做’，要真正像WiFi那樣走進(jìn)千家萬戶，需要通過一系列的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，還有很長的路要走。”遲楠認(rèn)為，Lifi技術(shù)本身也有其局限性，例如若燈光被阻擋，網(wǎng)絡(luò)信號將被切斷等等。因此，它并不是WiFi的競爭對手，而是一種相互補(bǔ)充，有助于釋放頻譜空間。其未來，能否產(chǎn)生殺手锏式的應(yīng)用，還依賴人們無限的想象力：汽車間依靠LED車燈來“對話”，飛機(jī)客艙里乘客利用頭頂?shù)腖ED閱讀燈來上網(wǎng)……

應(yīng)用

　　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。這類似于通過火炬發(fā)送莫爾斯碼， 但速度更快，并使用了計算機(jī)能理解的字母表。 使用標(biāo)準(zhǔn)的LED照明燈，哈斯與他的同事戈登·波維創(chuàng)建的研究小組已經(jīng)達(dá) 到了兩米距離的130兆比特每秒的傳輸速度。 隨著白熾燈、熒光燈逐漸退出市場并被LED取代，未來任何有光的地方都可 以成為潛在的LiFi數(shù)據(jù)傳輸源。 想象一下這樣的場景：在街頭，利用路燈就可以下載電影；在家里，打開臺 燈就可以下載歌曲；在餐廳，坐在有[4]燈光的地方就可以發(fā)微博；即便是在水下， 只要有燈光照射就可以上網(wǎng)。 LiFi另一個巨大的好處是在任何對無線電敏感的場合都可以使用，比如飛機(jī)上、手術(shù)室里等。
　　可見光通訊被稱為Lifi
　　一直以來，在一個人的頭頂上畫一個閃亮的燈泡，被用來象征一個發(fā)明家的靈光乍現(xiàn)，但是德國物理學(xué)家哈拉爾德·哈斯由燈泡本身“點亮”了奇思妙想：依賴一盞小小的燈，將看不見的網(wǎng)絡(luò)信號，變成“看得見”的網(wǎng)絡(luò)信號。哈斯和他在英國愛丁堡大學(xué)的團(tuán)隊最新發(fā)明了一種專利技術(shù)，利用閃爍的燈光來傳輸數(shù)字信息，這個過程被稱為可見光通訊（VLC），人們常把它親切地稱為“Lifi”，以示它能給目前以WiFi為代表的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)可能帶來革命性的改變。
　　這種讓人難以想象的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)到底離我們有多遠(yuǎn)？答案是：很近，它正從復(fù)旦大學(xué)實驗室中一步步向我們走來。復(fù)旦大學(xué)信息學(xué)院教授遲楠告訴記者，目前的無線電信號傳輸設(shè)備存在很多局限性，它們稀有、昂貴、但效率不高，比如手機(jī)，全球數(shù)百萬個基站幫助其增強(qiáng)信號，但大部分能量卻消耗在冷卻上，效率只有5%。相比之下，全世界使用的燈泡卻取之不盡，尤其在國內(nèi)LED光源正在大規(guī)模取代傳統(tǒng)白熾燈。只要在任何不起眼的LED燈泡中增加一個微芯片，便可讓燈泡變成無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器。