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你挡住我信号了!可见光网络传输将不再是梦

天极网网络频道2013-11-14 06:00我要吐槽

  【天极网网络通信频道11月14日专稿】随着通信技术的不断发展,光通信已经不是什么非常高新的科技了,光纤在通信领域的使用已经有很多年了。不过光纤是一种成本较高的而且娇贵的线材,不仅部署费时费力,并且加工融合都需要专用的仪器,价格更是昂贵。因此,真正的光通信就该像阳光一样是“无线”的。

用光来上网并非臆想

  现在Wi-Fi的应用已经非常普及了,但是却经常因为信号不稳定、速度慢和热点少而广受诟病,并且还因为很多设备,例如无线键盘鼠标微波炉等都工作在这个频段,很容易给Wi-Fi网络造成干扰。而在生活中,照明灯随处可见。因此早在去年,德国物理学家Haas就提出了将电灯泡变为宽带通信设备的可见光通信方案,这就是Li-Fi。

  传统光网络信号传输原理

  根据Haas的思想,我们先把网络的数据信号通过一个芯片进行二进制编码并加载在照明灯的电源中,而照明灯的发出的光线又将被光敏接收器探测和接收,经过解码后即可还原出网络信号。在进行数据传输时灯泡的闪烁可达数百万次每秒,如此高的闪烁频率对人的眼睛来说是无法感知的,只有光敏接收器才能探测到。通过这种方式,灯泡就可以快速传输二进制编码而完全不影响日常的照明。不过这对于传统的白炽灯和日光灯来说显然是不现实的,因为如此高频率的闪烁下,灯丝和稀有气体的退热速度和亮度将与直流电没有任何区别,因此最佳的选择莫过于使用半导体材料制成的LED了。

  德国物理学家Haas在进行Li-Fi技术试验

  Li-Fi的工作原理其实和光纤通信有着异曲同工之处,但是Li-Fi要更加的灵活,不仅技术上实现的难度不大,而且免去了布线的烦恼,同时Haas还表示,“可见光频谱的宽度达到射频频谱的1万倍。”这就意味着可见光通信能带来比传统电磁波通信更高的带宽。Li-Fi技术的实现能带来高达1Gbps的无线数据传输速度,远高于4G和传统的Wi-Fi网络,并且几乎无需重新建设网络设施。除此之外Li-Fi技术还可以广泛应用于飞机、医院等会受无线电信号干扰的敏感设备的场所。

  德国物理学家Haas和他的团队发明的Li-Fi技术

  在应用方面,Li-Fi方案是将照明电路稍作调整便能轻易产生传输数据所需的闪光信号,这样的好处就是即使家中有多个房间,只需把灯泡打开即可实现网络的全面覆盖。当然,为了实现双向通信,“Li-Fi”设备都需配备光敏接收器来接收数据,因此可以想象一下未来的无线网卡天线将会被一个LED灯泡和光电接收器取代。因此在产品方面,笔者认为最实用的莫过于通用型LED灯座了,把LED安装到灯座上,既可以进行网络传输又不影响照明,因此在未来有很大的市场潜力。

  LI-Fi

  尽管可见光通信的前景一片光明,但是也存在着弊端,一是可见光无法穿透和绕过物体,如果接收器和发射器被障碍物阻挡,传输信号将被切断;二是可见光可以被随意接收,因此信号加密也是个大问题;三是如果在户外应用,实际的光信号传输质量也受制于天气,尤其是在北京这样经常出现雾霾天气的地方,传输效果将更让人堪忧,因此目前的可见光通信还是只适用于一些小范围和室内等场合,而激光这类定向的光源是毫无意义的,户外和远距离仍然需要光纤传输。

  上海复旦大学实验室正在进行可见光网络通信演示

  距离Haas提出Li-Fi方案已经有一年时间了,之后似乎再也没有新的消息,更谈不上产品了。不过在上个月,复旦大学计算机科学技术学院宣布,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到一盏1W的LED照明灯的电路,灯光下的4台电脑即可上网,最高速率可达3.7G,平均上网速率达到150M,堪称世界最快的“灯光上网”,这对于可见光通信来说无疑是一个振奋人心的消息。据复旦信息科学与工程学院教授迟楠介绍,目前可见光通信目前还没有商用的芯片组,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。

  ——让开,你挡住我的信号了!

作者:飞翔的鱼责任编辑:柏景福)
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