爱迪生过圣诞, LED照明有望植入LI-FI

2013-03-06 11:50:09 admin 4

       德国物理学家哈拉尔德·哈斯(Haas)被灯泡本身引导出了奇思妙想。哈斯和他在英国爱丁堡大学的团队发明了一种新的专利技术,利用闪烁的灯光来传输数字信息,这个过程被称为可见光通讯(VLC)。   Haas认为,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。  基本原理是利用光的明暗来编码信息。光源采用一种新时代的高亮度发光二极管(LED),LED亮了,就表示1,灭了就表示0。哈斯声称通过在任何不起眼的LED灯泡中增加一个微芯片,可以控制它每秒数百万次闪烁,由于频率太快,人眼根本不会察觉到,但是光敏传感器可以接收到这些变化。就这样,二进制的数据就被快速地编码成灯光信号并进行了有效的传输。哈斯解释说:这就像是一个用火炬发送的莫尔斯码,但却是用更快的速度和计算机能够理解的数据字母。  这一技术的好处显而易见:只要你身边有电灯泡,就可以获得无线互联网连接。据估计,目前全世界的电灯泡数量约有140亿盏。Haas表示,他的技术将是解决问题的重要部分,“可见光频谱的宽度达到射频频谱的1万倍。”这意味着可见光通信能带来更高的带宽。Haas表示,技术的实现能带来高达1Gbps的数据传输速度,远高于4G网络。另外,该技术几乎不需要再新建基础设施。

  人们常把这个技术亲切地称为“Li-Fi”,以示它给目前以Wifi为代表的无线网络传输技术可能带来革命性的改变。

  WIFI局限性增多 LIFI互补机遇显现

  目前的无线电信号传输设备存在很多局限性,它们稀有、昂贵,但是效率不高,比如手机,现在有140万个基站负责增强信号,但大部分能量都用在冷却上,效率只有5%。相比之下,全世界使用的灯泡却有400亿个,因此拥有更高的效率。只要将传统白炽灯换成LED灯,便可让灯泡变成无线网络发射器。  另一方面,无线电本身只有确定的波段,而且只占电磁频谱的一小部分。对于Wi-Fi来说,将来随着无线连接端口的需求增加,可用的带宽将会越来越少。这问题在有无线接入的咖啡馆是很明显的坐着眼睁睁看着越来越多的人将他们的设备连接到网络上,你的网页浏览速度形同蜗牛。对于手机网络也面临同样的困境,3G移动网络依赖于日益拥挤的约140万蜂窝无线电桅杆系统。

  针对这些问题,Li-Fi技术是一个有效的解决方案。可见光谱比无线电频谱大10000倍,另外可见光光谱是未使用的,它不受监管,这意味着更大的带宽和更高的速度使用LI-FI的传输速率可以高达1Gbps大大减少了下载高清电影的时间。另外,不像无线电需要大型密集型能源阵列VLC几乎不需要任何新的基础设施。


  无线禁地 LIFI畅行无阻

  根据通信双向原理,这意味着将“Li-Fi”植入LED需要有光电探测器来接收数据。专家指出,混合系统也可能行得通:通过光下载数据,而上传数据则使用无线电波。例如在一个办公室里,一盏LED台灯也可以是一个“Li-Fi”路由器,它能连接桌上任何一个已经联网的设备。


  专家表示,今后可见光通信的最突出优势在于:它在装有可能会受无线电信号干扰的敏感设备的场所能派上用场,如飞机或手术室。将LED安装在大型客机的舱顶,不仅能提供网络服务,还能将旅客点播的电影传送至他们的座位上,这样就不必安装许多昂贵而又笨重的线缆,如此一来也会节省飞行所需的燃油。


   网传技术追节能还有他途

  无线电波数据传输方式效率不高,借助于手机,现在有140万个基站负责增强信号,但大部分能量都用在冷却上,效率只有5%。相比之下,全世界使用的灯泡却有400亿个,因此拥有更高的效率。只要将传统白炽灯换成LED灯,便可让灯泡变成无线网络发射器。当前采取的无线数据传输方式是效率低下的电磁波,尤其是无线电波。无线电波存在很多局限性,它们较为稀有、成本昂贵并且只有确定的波段。这些局限性使其无法跟上无线数据的步伐,让效率成为一种不可能。光是电磁波频谱的一部分,将其用于无线通讯应该是一个很棒的做法。  可见光谱的空间是无线电波的1万倍,使其成为可使用的最理想的波段。在一次演讲中,哈斯展示了一盏使用LED灯的桌灯,能够像桌子下面的接收器传输数据。只要将手放入光束中,视频信号便会传输给身后的屏幕,一旦阻隔信号,便会停止播放。

   LIFI的一些缺陷及结语

  不过这一技术也有着自身的局限。雅典Harokopio大学信息学讲师Thomas Kamalakis推荐了Haas的技术,但也表示该技术的潜力不应被高估。他表示:“一个明显的问题是,可见光无法穿透物体,因此如果接收器被阻挡,那么信号将被切断。”

  Haas表示,这是两个现实问题,但他也有简单的临时解决方法。“如果光信号被阻挡,而你需要使用设备发送信息,你可以无缝地切换至射频信号。”他认为,可见光通信并不是WiFi的竞争对手,而是一种相互补充的技术,这将有助于释放频谱空间。