可见光无线通信

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可见光通信技术(Light Fidelity;LIFI)

　　可见光无线通信又称光保真技术，是一种利用灯泡发出的光传输数据的技术。是利用快速的光脉冲无线传输信息。根据不同速率在光中编码信息完全可行，例如LED开表示1，关表示0，通过快速开关就能传输信息。由于LED的发光强度，人眼不会注意到光的快速变化。LiFi技术目前还处在于实验室阶段，由Haas和他爱丁堡大学的团队发明的一项专利技术。LiFi技术运用无处不在的LED灯，通过在灯泡上植入一个微小的芯片形成类似于AP（WiFi热点）的设备，使终端随时能接入网络。LIFI发明的初衷是挑战原有的wifi技术，但鉴于此技术的局限性，LIFI可作为wifi的补充在小空间范围内使用。

　　WiFi技术已经越来越普及，不过抱怨无线信号不稳定、上网速度慢、WiFi热点太少而用的人也越来越多。现在，有一项新技术可能会让这些问题得到解决。

　　电灯泡一直以来被视作发明家梦寐以求的灵感闪现的象征。不过对德国物理学家HeraldHaas来说，电灯泡本身给他带来了灵感。Haas和他爱丁堡大学的团队发明了一项专利技术，利用一束闪光来无线传输数字信息，这类技术通常被称作可见光通信(VLC)。

　　Haas表示：“我最大的设想就是将电灯泡变为宽带通信设备。这样电灯泡不仅能提供照明，也将成为一款必要的工具。”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。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。Haas表示：“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。”

　　这一技术意味着，只要你拥有电灯泡，就可以获得无线互联网连接。目前全世界的电灯泡数量约有140亿盏。实际上，这也意味着任何路灯都可以成为互联网接入点。

　　不过，被昵称为“Li-Fi”的可见光通信技术并不只是能提升互联网的覆盖范围。作为无线数据传输的最主要技术，WiFi利用了射频信号。然而，无线电波在整个电磁频谱中仅占很小的一部分。而随着用户对无线互联网需求的增长，可用的射频频谱正越来越少。

　　例如，当你在咖啡店中上网时，如果周围上网的人越来越多，那么你会发现网速变得很慢。3G移动网络也是如此。与此同时，根据思科的数据，我们每年通过移动设备发送的信息量都在翻番。

　　Haas表示，他的技术将是问题解决方案的重要一部分。他表示：“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，“Li-Fi”技术能带来高达1Gbps的数据传输速度。

　　Haas认为，他的技术有一个重要优点，这就是不需要再新建任何基础设施。而传统射频信号的发射需要能量密集的设备。他表示：“我们使用现有设备。可见光频谱没有得到利用，没有得到监管，我们可以进行高速通信。”

　　不过这一技术也有着自身的局限。雅典Harokopio大学信息学讲师ThomasKamalakis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。”

　　英国华威大学工程学院助理教授MarkLeeson也持相同看法。他提出：“问题在于，我们的手机如何使用可见光来通信？”

　　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。

　　他表示：“我们仍需要WiFi，需要射频通信系统。你无法使用电灯泡向快速移动的物体发送数据，或是向树、墙和障碍物背后的物体发送数据。”在短期内，可见光通信已可以实现一些小范围应用。例如，可以在飞机中使用该技术，帮助手机和笔记本上网，此外也可以在水下等无线电波无法传播的场所使用该技术。

　　Haas指出，Li-Fi技术带来了极高的安全性，因为可见光只能沿直线传播，因此只有处在光线传播直线上的人才有可能截获信息。

　　LiFi利用灯泡发出的光传输数据，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。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。

　　将可见光用于LiFi，要调制其输出以使其携带信息，就像WiFi路由器一样便捷。使用标准的LED照明灯，哈斯与他的同事戈登·波维创建的研究小组已经达到了两米距离的130兆比特每秒的传输速度。

　　光源易得

　　LiFi与光纤通信拥有同样的优点，高带宽，高速率，不同的是LiFi是使光传播在我们周围的环境中，自然光能到达的任何地方，就有LiFi的信号。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。

　　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。

　　应用范围更广

　　LiFi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。

　　传输速度快

　　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，“Li-Fi”技术能带来高达1Gbps的数据传输速度。

　　节省设施

　　LiFi不需要再新建任何基础设施，而传统射频信号的发射需要能量密集的设备。而光频谱没有得到利用和监管，可以进行高速通信。

　　安全性

　　Li-Fi技术带来了极高的安全性，因为可见光只能沿直线传播，因此只有处在光线传播直线上的人才有可能截获信息。

　　LiFi技术也有着自身的局限：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；此外，手机如何使用可见光来通信还是没有解决的问题。

　　哈斯针对以上两个现实问题找到的临时解决方法是：如果光信号被阻挡，仍需要WiFi，需要射频通信系统等设备发送信息，这样可以无缝地切换至射频信号，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。

　　在短期内，可见光通信已可以实现一些小范围应用。LiFi技术在办公室和学校等建筑中还能实现更高效的带宽利用，譬如每个灯饰只对距离最近的人提供全速数据传输。

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