目前互聯(lián)網(wǎng)上對LiFi的議論依然火熱,有專家稱它為“第五代通訊技術”,很多學者已經(jīng)在設想,當你打開在一盞LED燈后,手機和電腦就能連上網(wǎng),而且還能專享1Gbps帶寬的高速無線網(wǎng)絡,這就意味著,下載100張照片或者100首歌曲只需三秒鐘時間,再也不用忍受房間里另一個在下電影的人拖累了網(wǎng)速而把你的游戲擠下線的情況。
“LiFi”(Light Fidelity)這個詞是由德國物理學家哈拉爾德•哈斯(Herald Haas)提出的,是可見光通信(VLC)的一個分支,以雙向光通信為基礎,并以wifi為藍本提供一個高速的互聯(lián)網(wǎng)接入方案。
實際上,LiFi的技術原理很簡單,就是通過LED光源的快速開、關切換,或者強、弱切換,實現(xiàn)對信息的二進制編碼和發(fā)送。由于這種切換非?焖,肉眼是基本感知不到的。
除了對無線網(wǎng)絡的連接可能產(chǎn)生革命性的改變,LiFi還具有高度安全性、定位精確、無電磁干擾等特性,使其能夠在一些特殊領域發(fā)揮重要的作用。
然而,目前的LiFi技術還存在許多問題,例如還沒有實現(xiàn)反向通信,這就意味著在LiFi網(wǎng)絡下,只能單向接收信息卻不能向外傳送信息,并且一旦光源被遮擋或者光源距離較遠,網(wǎng)絡信號就會受到影響。在這些問題得到解決之前,LiFi還不能替代wifi,只能作為傳統(tǒng)無線通信的補充,應用在特殊領域。
首先是數(shù)據(jù)的雙向傳輸問題,上網(wǎng)不僅要下載還要上傳,燈光照射在電腦上容易,但電腦或者手機要安裝多大的燈泡才能回傳數(shù)據(jù),“總要有來有回,這才構成通信,我筆記本上安裝一個大燈泡就覺得很不自然,回傳是個大問題。”復旦大學信息科學與工程學院教授遲楠在十一屆國際照明論壇上表示。
該論壇上,TCL集團股份有限公司首席科學家蘇遵惠稱:“現(xiàn)在各單位實驗室樣品主要局限于下行傳輸,但是如果用于上網(wǎng),不僅要下載還要上傳,燈光照射在接收器上輸入電腦相對比較容易,但電腦或手機信息如何通過光來上傳數(shù)據(jù),涉及到電腦或手機的信息發(fā)送和上行、下行頻譜的分配,關鍵是專用IC沒有解決。”LiFi專用芯片是另一個技術瓶頸,也是最核心的問題。
在遲楠的實驗室,她的設備有兩個筆記本那么大,如何讓它們變成手機一樣的大小,這就需要研發(fā)芯片。但研發(fā)需要大筆的錢,在wifi已然成熟的前提下,還會不會花大把錢搞一個未知技術的芯片?蘇遵惠針對專用IC及設備小型化的問題,透露道:“我們估計這個技術將來用在手機和筆記本上就像U盤一樣,插上就能接收信息,TCL集團已經(jīng)與美國CISCO集團簽署合作協(xié)議,投資8千萬美元,建立合資公司開始進行研發(fā)工作。”
如果想讓LiFi在未來得到大規(guī)模的應用,避免互相的信息干擾也是一個需要考慮的問題。因為每個燈到用戶的距離是不一樣的,其中的差異就會產(chǎn)生信號的干擾,最后收到的結果就會產(chǎn)生噪音。
有網(wǎng)友質(zhì)疑室外的太陽光會嚴重干擾到LiFi的正常運作,而蘇遵惠表示室外實際上跟室內(nèi)是一樣的,載有可見光通信信號的燈在室外陽光下是不受陽光干擾的,陽光是一個恒定的亮度,LED燈上面一點點變化的信號,是不受影響的。
還有一點,由于LiFi的信號是搭載在可見光之上的,這就決定了LiFi無穿透能力。眾所周知,任何可見光都是無法穿透不透明物體的,這就意味著如果你從客廳走到臥室,或者你把手機放回包里、揣回口袋里之后,你的LiFi就中斷了。而LiFi的發(fā)明者哈拉爾德•哈斯(Herald Haas)教授在回答“要是lifi的光線被遮擋的時候通信中斷怎么辦?”這個問題的時候,提出的方案是:這種情況下讓無線設備自動切換到wifi或者3G網(wǎng)絡上。這說明LiFi只可能是現(xiàn)有無線通信技術的一個補充,不太可能完全取代wifi。
雖然LiFi還有種種問題有待解決,我們卻不能忽視它在特殊應用場景中表現(xiàn)出的優(yōu)秀特性。
首先作為照明工具和通訊設備的結合體,LiFi將實現(xiàn)一燈兩用,具有極高的能源利用效率。現(xiàn)在廣泛使用的無線電數(shù)據(jù)傳輸方式,最顯著的使用領域是手機的無線移動通信,為了滿足通信效果,需要建立大量的基站以增強通信信號。據(jù)了解,我國有140萬個基站,但是能源利用率只有5%左右,大部分能量都用在冷卻上。
而可見光通信相對來說具有極高的能源利用效率,通信的功率僅占照明功率的5%左右,而且較現(xiàn)在的移動通信和互聯(lián)網(wǎng)通信,它的設備成本是非常低廉的。遲楠說:“如果我們能夠把照明和通信兼容起來,將會是一個非常高效的解決方案,比如偏遠的地區(qū)和農(nóng)村,不一定每家都有條件拉網(wǎng)線過去,但是一般家里都有燈泡,有燈泡就能上網(wǎng)了。”
現(xiàn)有無線通信頻譜是很緊張的,用過公共wifi的人都知道,當很多人同時連上同個網(wǎng)絡時,網(wǎng)速會變得非常慢,而可見光的頻譜寬度相當于現(xiàn)在所有頻譜的13333倍,用于數(shù)據(jù)通信的話速率是可以遠遠超過wifi的。
由于LiFi利用光傳遞信息,避免了電磁波的發(fā)射,對信息的安全性是很有保障的。一方面可以應用在電磁敏感區(qū),如飛機上、核電站、醫(yī)院等;另一方面,可以應用在對保密性要求較高的場合,特別是一些軍事部門。對于可見光通信來講,見不到光就見不到通信,由于沒有電磁波發(fā)射,如果在一個保密室里面要開會的話,只要把窗簾拉上,信息就不會泄露至室外。
雖然LiFi技術的研發(fā)才剛起步,已有不少專家對它未來的應用產(chǎn)生了無限的暢想。“LiFi”的發(fā)明人哈拉爾德•哈斯(HeraldHaas)就曾許諾,要將可見光通信用于交通、醫(yī)院、航空等領域。
也許,在未來的大型會議室、多功能會議廳、禮堂安裝LiFi燈,就可以把開會信息加載在燈光上面,參會人員坐在下面,帶手機帶筆記本電腦就可以直接收到這些信息。
而在室外,由于可見光通信具有定位精確性優(yōu)點,可以將它安裝在十字路口的交通信號燈上,你馬上可以收到信息,知道前面哪些地方是暢通的,哪些地方是堵塞的,以決定下一步往哪條路走。LiFi作為汽車間的通信媒介,前景也是很大的,因為未來的汽車都會配有照相機,而汽車車燈又都是LED,LED發(fā)射的燈光,照相機接收,車間傳輸就能實現(xiàn)了。
LiFi還可以應用在可視化的安全支付系統(tǒng)里,現(xiàn)在我們支付一般采用刷卡的形式,信息很容易被竊取,利用可見光的系統(tǒng)相對來講要安全一些。
也許有不少人對LiFi的發(fā)展仍有質(zhì)疑,未來LiFi到底會發(fā)展到哪一步?jīng)]有人能預料,就像LED燈的開發(fā)不會止步于替代原來的白熾燈或燈管,就像手機的功能早已不僅僅是打電話,一項新技術的誕生會激起多大的浪花,一切還有待時間考量。