LI—WI:借“光”上网

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  马斯洛的人类需求五层次理论提出近百年,近来硬是被中国网友演绎出了第六层——Wi-Fi需求,而且位于生理需求之下,意即比生理需求更基础更重要。这或许有点夸张,但无线通讯已经变成水、电一样的基本生活必需品已是不争的事实,正所谓:“再省不能省Wi-Fi,再穷不能穷路由。”
  对于像笔者这样,用着某运营商的2G龟速网络、流量消费占每月话费一大半的人来说,Wi-Fi真是网络时代最为伟大的发明之一。出门在外,吃什么玩什么逛什么都好说,有Wi-Fi才最重要。对于跨出国门的中国人,Wi-Fi更是“救命稻草”。
  曾经有这么一个段子:海边度假酒店的老板将各国游客的特点总结为德国人爱潜水,意大利人爱晒太阳,法国人爱问哪里美女多,而中国人最爱问的是,有Wi-Fi么?密码是多少?
  你听说过Li-Fi吗?
  在智能手机和平板电脑等移动设备人手一台的今天,人们对Wi-Fi的需要愈演愈烈。但这种基于传统无线电波信号的网络接入方法也有局限之处:Wi-Fi接入点并非随处可得,而且当太多人接入同一个网络时,原本就不多的带宽资源显得更为捉襟见肘,上网速度缓慢无比,怎么解决这些问题呢?答案就在我们身边。近年来,可见光通信技术(Visible Light Communications,VLC)进展神速,终于诞生了近乎成熟的产品——Li-Fi。
  Li-Fi,就是借助几乎无处不在的灯光,将可见光源作为信号发射源,在打开电灯的同时,也就连上了互联网。全世界有超过140亿盏灯,有人之地必有灯火,这也意味着人人都能接触到互联网接入点。
  上帝说要有光,但他绝想不到我们还能用光来上网。说起来有点玄乎,但Li-Fi跟Wi-Fi其实是“兄弟”。因为可见光和无线电波都是电磁波,两者传播网络信号的基本原理是一致的。
  只要在任何的LED灯泡中增加一个微芯片,便可让灯泡变成无线网络发射器。通过微芯片控制LED灯泡的明灭变化,将二进制数据编码成光信号:灯亮表示1,灯灭表示0。不必担心这种闪烁对人眼造成负担,每秒数百万次的闪烁只有光敏接收器才能探测,裸眼根本无法察觉。
  一旦打开了光通信的思路,人们赫然发现Li-Fi的优势多得数不清。由于可见光的可用频谱范围是无线Wi-Fi的万倍以上,这意味着更大的带宽和更高的速率;Li-Fi的设置可以与正在大规模推广的节能LED灯结合起来,不需要额外建立信号塔等大型基础设施;从健康角度考虑,已经使用数十年的灯光显然更安全,妈妈再也不用担心我被电磁辐射了!
  这位先生,你挡住我的信号了
  说到用光上网,我们自然会想问,如果挡住光会怎样呢?你猜对了,会掉线……“这位先生请让一让,你挡住我的信号了……”这种情况在使用Li-Fi时恐怕难以避免。
  在通讯上,当电磁波的频率越低时,其抗干扰能力和穿透能力越强,允许的最大传输距离也就越大。对于可见光来说,由于其频率是Wi-Fi、蜂窝网络所用无线电波的几十万倍,其抗干扰能力、穿透能力之差也是显而易见的——只要在收发两点之间用东西挡住这些光线,其传输就会立刻中止。不过,由于其穿透性弱,在某种程度上也就意味着它的安全性很强,一切都仅限于灯下,再不用担心隔墙有“耳”,外人根本无法“蹭网”。
  Li-Fi的用武之地主要在室内和夜间,因为一旦有更强的光出现,Li-Fi信号便会难以识别(最大的威胁莫过于阳光)。也许还有人要问,既然联网就必须开着灯,那睡觉时怎么办?好消息是,我们完全可以将LED灯光亮度调到最低,即使是近乎熄灭的灯光亮度,光敏原件也依然能捕捉到信号,但你得保证Li-Fi是室内唯一最强光源才行。不要再烦恼如何在家使用Li-Fi了。从更广阔的领域看,这项技术的应用前景超乎我们想象。由于不存在电磁干扰,它可以应用于医院病房、飞机机舱、保密场所甚至水下——我们要做的就是为所有潜在照明装置安装微芯片,将照明与数据传输联系在一起,就可以解决我们面临的无线通讯问题。
   Li-Fi与Wi-Fi:不是对手是朋友
  综合来看,Li-Fi与Wi-Fi在适用范围上其实是各有所长:Li-Fi高速、不干扰其它设备,但穿透力、抗干扰能力差;而传统Wi-Fi则反之。因此Li-Fi不但不会取代Wi-Fi,它们反而可以成为好伙伴,成为对现有Wi-Fi、蜂窝网络的补充。
  目前,中国、日本、美国及一些欧洲国家都在积极研发Li-Fi技术,竞争十分激烈,传输速度纪录不断刷新,目前最高速率达到了每秒3.7G。但要想真正普及到千家万户,Li-Fi还有很长的路要走——研究者们至少还要解决两个难题。
  首先是芯片的大小,现在接收设备占地过大,如何缩小到可以装在小巧玲珑的智能手机上?其次是数据的双向传输问题,目前的研究仅限于接收光传播的信号,但上网不仅要下载还要上传,电脑或者手机如何才能回传数据?
  业界普遍认为,Li-Fi技术应先在一些特殊的环境或领域中进行试验和推广,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。
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