Li-Fi來了！燈泡上網比5GWi-Fi還快

文章來源:恒光電器

發布時間:2014-11-25

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　　現在家庭開始使用越來越多的 LED 燈，而隨著技術的發展，LED 燈也將打開為無線設備接入無線網絡打開新的途徑，而且 LED 燈所帶來的Li-Fi（Light Fidelity，可見光無線通信）無線網絡無論是網絡帶寬還是反應速度都比 Wi-Fi 無線網絡要快。最起碼，商業照明，在艾登堡大學，該校移動通信學院主席 Harald Hass 是這么希望。

　　Haas 說，“所有的部件、所有的技術都已經存在了。現在只需要把它們組合在一起就可以讓 Li-Fi 光無線網開始運行。”

　　Haas 的課題組中除了愛登堡大學的研究人員之外，綠色照明，還有來自劍橋大學、牛津大學、圣安德魯森大學燈大學的研究人員，星級酒店照明燈具，該課題已經持續了 4 年，超市照明，醫院led照明，得到了英國工程與物理科學研究委員會 580 萬英鎊的資金支持。課題組研究超并聯可視光通信技術（ultraparallel visible light communication），綠色照明，即使用燈泡的多種顏色來提供數米范圍內的高帶寬網絡連接。科研人員表示，Li-Fi 光無線網可以補充甚至部分替代傳統的 Wi-Fi 網絡。但是取代 Wi-Fi 的射頻技術是一場相當困難的戰爭。

　　在今年 10 月份的 IEEE 光電會議上，聯合課題組的成員展示了他們已經取得的成績。他們的團隊展示了使用商用紅綠藍 LED 燈泡作為信號發射器和二極管來檢測光線。這樣一來，他們創造了一個能夠接受和發送數據的設備，數據吞吐量達到了 100Mb/s。如果信號只朝向一個方向發射，LED燈管，速率將提高到 155Mb/s。

　　但是 Haas 說，限于當前的 LED 技術以及把 LED 燈同時當發射器和接收器，所以速度并不算快。聯合課題組的成員其實已經開發出了更好的 LED 燈泡，這盞光輸出只有 5 毫瓦的 LED 燈，而且還使用了一個高帶寬二極管作為接收器，其數據傳輸速率已經接近 4Gb/s。在使用簡單的透鏡進行距離增強之后，這盞 LED 燈在 10 米范圍內的數據傳輸速率可以達到 1.1Gb/s。Haas 還表示，他們將很快把速率提高到 15Gb/s。802.11ad Wi-Fi 標準使用 60GHz 射頻波段，速率大約為 7Gb/s，所以，Li-Fi 光無線網的速率是其速率的兩倍。

　　他們使用了雪崩光電二極管（avalanche photodiode）來作為 Li-Fi 設備的無線信號接收器。在雪崩光電二極管中，單個光子撞擊接收器的時候會激起電子“雪崩”，增加了信號的強度。Haas 的團隊在 Li-Fi 研發中心開發了第一片集成雪崩光電二極管 CMOS 的 Li-Fi 接收器。這片只有 7.8 平方毫米的芯片上有 49 個二極管。

　　與此同時，德國的弗勞恩霍夫研究所在 2014 年的慕尼黑電子交易會上展示了 Li-Fi 無線熱點。弗勞恩霍夫研究所該項目的負責主任 Frank Deicke 表示，這一系統更像是紅外線系統，目標工業客戶而非普通消費者。該熱點發射點對點的數據連接，LED筒燈，速率可到 1Gb/s。

　　Deicke 說，“傳輸速率超過 USB 線。對于絕大多數無線技術，工程照明，比如 Wi-Fi 和藍牙來說，能超過 USB 都是很大的挑戰。”Deicke 表示，該技術還有另外一大優勢，Wi-Fi 信號傳輸的延遲一般都是按毫秒來計算的，而 Li-Fi 的延遲是按微秒來計算的（1000 微秒 = 1 毫秒）。在工業應用中，數據傳輸需要經過傳感器、促動器、控制單元，因此低延遲，高速率的 Li-Fi 比 Wi-Fi 更有用。他說，“我們不想取代 Wi-Fi 技術。這不是我們的目標。”

　　但是 Deicke 表示 Li-Fi 可以補充包括 Wi-Fi 和以太網在內的現有的通訊技術。到目前為止，他的團隊并未將技術應用于常見的燈泡上。

　　歐洲的科研人員和網絡公司正準備將 Li-Fi 技術推往消費市場。這一伙人正著手于一個名為“高級融合且以管理創新網絡設計（ACEMIND）”的項目，可以幫助用戶管理家庭或者小企業的本地網絡。ACEMIND 包括了多個項目，測試了不同的技術，CE認證，其中就包括 Li-Fi。參與該項目的雅典大學科研人員 Dmitris Katsianis 認為，Li-Fi 技術在未來 5 年能進入實用階段。“Li-Fi 在一些電磁敏感場所具備很大的優勢，比如醫院、機艙、電站等。”

　　Haas 則將目標放在了更大的市場上。他希望 LED 燈能從光的來源不斷進化，就像當年的手機一樣，企業資訊，現在已經進化成了移動計算設備。“在未來的 25 年里，建筑照明， led室內照明，家中的每個燈泡都將像今天的手機一樣具備計算能力。未來，大功率led照明，照明只是燈泡的一種功能而已。”

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