哪裡有光源,哪裡就有「wifi」—— 這是研究員 Harald Haas 希望看到的景象。這種特殊的「wifi」被稱為 Lifi(Light Fidelity),通過 LED 燈的光線來傳遞數據信息,製造可供各種終端使用的網絡信號。

Lifi 的原理其實很簡單:本質上光和無線電波都是一種電磁波,只要在 LED 燈裡加入一塊控制光線閃爍的芯片,就可以根據不同的光線速率編碼不同的數據信息,筆記本和手機等終端安裝的接收器就可以接受這種數據信息。因為這種光線閃爍的頻率極高,可儲存信息也更多,同時人眼是看不出這種變化的。

據《spectrum的報導,Haas 的團隊擁有許多來自劍橋、牛津等一流高校的研究員。他們目前正在進行一項為期四年、花費達 580 萬英鎊的相關項目,利用不同顏色的可見光製造高帶寬的短距離網絡連接。他們認為,這種 Lifi 系統在某些應用場景下是可以替代 wifi 的。

在 10 月份舉行的 IEEE 光子學大會上,有團隊展示了一些具體的研究成果:他們利用市場上可以買到的紅、綠、藍 LED 燈作為數據發射器傳送信息,同時 LED 燈還是可以檢測到光信號變化的二極管,也就是說,他們製造了一個可以發送和接收數據的雙向交換系統。在這個系統裡,數據交換速率可以達到 110mb/s,並且,當數據傳送只有一個方向時,這個速率可以達到 155mb/s。

另外一些團隊為了改善數據傳送速率,製造了特殊的 LED 燈和二極管接收器,只需 5 毫瓦光源就可以讓傳輸速度達到可觀的 4Gb/s。再利用簡單透鏡,在 10 米左右的傳輸距離上,速度還可以達到 1.1Gb/s。Haas 表示這個速度很快會被提高到 15Gb/s,也就是 60ghz 無線電頻段 802.11wifi 標準的 2 倍。

另一種提高傳輸速率的方法是使用雪崩光電二極管作為接收器。雪崩光電二極管,顧名思義有雪崩的傳送效果,一個光子撞擊到接收器上將產生一大片新的光子,從而達到放大信號的效果。Haas 團隊已經製造出了第一塊集成雪崩光電二極管的 CMOS 接收芯片,這款 7.8 平方毫米的集成芯片擁有 49 個雪​​崩光電二極管。

德國的弗勞恩霍夫光電研究所也在做著相同的事情,他們打算在 Electronica 2014 trade show 上做一個 Lifi 熱點的 demo研究院負責人 Frank Deicke 表示,他們打算利用紅外光,實現點到點的 1Gb/s 的 Lifi 數據交換。這種速率和 USB 傳輸速率差不多,對於 wifi 和藍牙來說,要做到這一點是很困難的。另一方面,wifi 在傳感器、執行器、控制單元之間的信號延時是在毫秒級別,而 Lifi 是微秒級別。

低延遲和更高的傳輸速率是 Lifi 的兩大優勢,但 Deicke 表示,他們並不想利用 Lifi 取代 wifi,更多情況下,Lifi 應該是作為現有通信技術的補足和完備。

中國其實也有相關技術的研究:復旦大學實驗室曾利用一盞 1w 燈泡讓四台筆記本成功實現上網,網絡速率也很客觀,最高 3.25G,平均 150mb。

此外,歐洲的另一個研究團隊正在試圖向消費市場推廣這項技術。他們正在進行一個名為 ACEMIND 的項目,旨在為家庭網絡和小型辦公網絡提供一套管理方案。ACEMIND 就包含 Lifi 通信技術的測試工程。參加這一項目的團隊成員 Dmitris Katsianis 表示,Lifi 可能在接下去 5 年的時間裡就能有廣泛的應用,他認為 Lifi 在醫院、飛機客艙、發電廠等特殊網絡壞境下會有比較大的使用價值。

Haas 預期的市場則大得多。他希望 LED 燈不僅僅只是一個光源,就像手機從最初只有通話功能到現在的小型移動計算機,他希望 LED 燈也有一個類似的飛躍。

幾十萬年前,人類學會用火,叢林裡的猛獸、食物裡的細菌以及寒冷的冬天就再也不能成為威脅生存的因素。一百多年前,人類發明燈泡,黑夜也不再只有一種顏色。如今,當互聯網學會正確用光的時候,也許數據交換和資源分享真的會打開一扇新的大門 —— 畢竟,全世界總共擁有約 140 億盞電燈,如果這些電燈轉化為 140 億個網絡接入口,互聯網的生態發展一定會有質的飛越。

Lifi 當然有自身的限制,比如光不能穿透牆壁等固體,一但光被切斷,網絡信號也就斷了。但因為光是直線傳播的,只有在直線位置的用戶才可以接收到相應信號,也使得 Lifi 相比 wifi 更安全一些。

總的來說,L​​ifi 接下去的發展前景暫時還不得而知,但我戲虐性的想到了兩點:第一,Lifi 的普及將使得無數青年在晚上熄燈之後乖乖睡覺,從而拯救人們的視力健康;第二,Lifi 的普及將使得無數青年擁有更多為妹紙修燈泡的機會,從而消除單身,和諧社會。基於這兩點,我覺得還是讓我們盡情擁抱這種可見光通信技術吧。

(本文轉載自合做夥伴《36Kr》;圖片來源:kennymatic,CC Licensed;未經授權,不得轉載)