Li-Fi：有光的地方就有无线通讯

内容摘要：Wi-Fi无线上网已经很常见，现在又多了一种新选择“Li-Fi”——利用LED照明灯传输数据实现联网。“有光的地方就有无线通信”也许在不久的将来会实现，给人们的生活带来更多便利。

正文：在英国爱丁堡大学任教的德国物理学家哈拉尔德·哈斯为公众作了一场报告，名为“我的Li-Fi革命”。他说，Li-Fi光照上网利用LED（发光二极管）照明灯以极高频率闪烁形成的脉冲来传输数据，最近的实验表明，单色5毫瓦LED照明灯和接收设备在1米和10米的距离上，数据传输速率可分别达到3.5Gbps和1.1Gbps（1bps为每秒1比特），用不同颜色的光还可以成倍提高数据传输速率。

他还现场利用LED照明灯光照上网接收设备和笔记本电脑播放了一段网上视频资料：如果光源被挡住，电脑无法上网，视频停止播放；如果逆转光源方向光线变弱，电脑仍可上网，但数据传输速率变慢，视频播放变慢并出现卡壳。哈斯说，这是因为接收设备对光线强度非常敏感。

在光照上网技术的基础上，爱丁堡大学研究人员还开发出太阳能支持的无线上网技术。哈斯说，太阳能电池Li-Fi接收设备的数据传输速率可达到7Mbps，相当于目前无线上网的数据传输速率。这种太阳能板既可以为光信号接收设备提供能源，还能检测网络信号，从而可以传输数据。

哈斯说，太阳能支持的光照上网技术可以扩大无线联网的范围，在偏远地区、没有网络基础设施的发展中地区以及紧急情况下实现无线通信，为广泛的无线通信应用开启各种可能。

他说，光照上网技术的优点包括不受无线电波干扰、资源多、安全、节能环保、价格合理等，应用领域也非常广泛，包括室内网络、传感器网络、智能交通信号灯以及医疗等，潜力很大。

哈斯对新华社记者说，LED照明灯光照上网接收设备的生产量现在还不大。目前，美国、日本、中国和欧洲国家都在进行LED无线通信技术的研发，他本人与中国复旦大学的研究人员也有联系。

图片:19181244064.jpg

Li-Fi是一种全新的无线数据传输技术，是Light Fidelity的缩写，由德国物理学家哈拉尔德·哈斯（Herald Haas）所研发。它通过改变房间照明光线的闪烁频率进行数据传输，每秒传输的数据超过10Mb，与典型的宽带连接不相上下。也即是说用户打开房间电灯的同时，也接入了互联网。利用空间广泛：医院、机场、军队甚至是水下。

Li-fi基本原理是利用光的明暗来编码信息。光源采用一种新时代的高亮度发光二极管（LED），LED亮了，就表示1，灭了就表示0。哈斯声称通过在任何不起眼的LED灯泡中增加一个微芯片，可以控制它每秒数百万次闪烁，由于频率太快，人眼根本不会察觉到，但是光敏传感器可以接收到这些变化。就这样，二进制的数据就被快速地编码成灯光信号并进行了有效的传输。哈斯解释说：这就像是一个用火炬发送的莫尔斯码，但却是用更快的速度和计算机能够理解的数据字母。这种技术意味着，只要你有一个灯泡——全球有估计140亿个——你就可以接入无线网络。在实际中，这代表着任何路灯也是可以作为一个网络基站的。但是VLC或Li-Fi不仅仅只是提高互联网的可访问性。

图片:19181209858.jpg

工博会体验Lifi点灯上网 速度150M/s

一篇“点一盏LED灯就能上网”的报道近期在网络上热传，有网友形象地描述了“灯光上网”的一段对话：“兄弟，你挡住光了，我不能上网了”。在工博会复旦大学展台，可现场体验“灯光上网”——可见光通讯Lifi的全过程。

据悉，两组LED灯珠被分别装在发射器和接收器上，并分别连接在两台笔记本电脑上。用手掌挡住LED光线，笔记本电脑上正在播放的1080P超高清动画片中断了，当移开手掌，动画片又继续播放。

“用光取代无线电波，传播网络信号的基本原理是一致的。”复旦大学信息科学与工程学院教授迟楠表示，这实际上展示的两台笔记本的上网互联，发射器就像无线路由器，如果将发射器与网络服务器直接相连，就是网友们所理解的“灯光上网”了，速度可达150Mb/s。

与现有WiFi相比，未来的可见光通讯安全又经济。WiFi依赖看不见的无线电波传输，设备功率越来越大，局部电磁辐射势必增强；无线信号穿墙而过，网络信息不安全。而且，可见光通讯光谱比无线电频谱大10000倍，意味着更大的带宽和更高的速度，网络设置又几乎不需要任何其他新的基础设施。

研究人员认为，Lifi最适合在高铁、飞机、医院等场所使用，国外一家医院已经在使用。不过，现在研究人员最需要攻克的，就是如何把装满电路和各种设备的发射接收器缩小再缩小，最终放进一块芯片中，今后可以放入电脑或手机等电子设备当中。“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。”迟楠说。

智能轮椅可自动避障

自主机器人也是本届工博会展示的一个亮点，它们为我们的工作和生活带来了诸多便利。在“创新科技馆”展区，一款导游机器人就吸引了不少观众驻足。

如果你无法亲临博物馆观展、如果你无法分身参加异地会议，不用遗憾，导游机器人都可以代替你“亲自”完成。据上海交通大学自动化系自主机器人实验室研究人员介绍，只要通过远程网络，选定路线，通过手动等方式进行遥控，导游机器人可以根据需求例如在场馆的区域内移动，通过机器人前往的摄像头，我们就可以看到现场的环境，语音也同样可以传输。

另外一款智能轮椅也能让残障人士享受到自由移动的便利。除了具有一般电动轮椅的手动操控功能，这款智能轮椅还具有自定位、路径规划和自主导航的能力。只要轻点轮椅前方的显示屏幕，就能实现这些功能。

轮椅前方还安装有多传感器系统，比如激光测距雷达、RGB-D摄像机、里程计等，可以提高轮椅的安全性，“如果在前进过程中，感应到前方有障碍物，就可以重新规划线路，及时避开。”研究人员介绍说。

LiFi可见光通信 电灯泡变成无线路由告别WIFI

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Herald Haas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估计约有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Thomas Kamalakis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Mark Leeson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。