Li-Fi来了！灯泡上网比5GWi-Fi还快
文章来源:恒光电器
发布时间:2014-11-25
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现在家庭开始使用越来越多的 LED 灯，而随着技术的发展，LED 灯也将打开为无线设备接入无线网络打开新的途径，而且 LED 灯所带来的Li-Fi（Light Fidelity，可见光无线通信）无线网络无论是网络带宽还是反应速度都比 Wi-Fi 无线网络要快。最起码，商业照明，在艾登堡大学，该校移动通信学院主席 Harald Hass 是这么希望。
Haas 说，“所有的部件、所有的技术都已经存在了。现在只需要把它们组合在一起就可以让 Li-Fi 光无线网开始运行。”
Haas 的课题组中除了爱登堡大学的研究人员之外，绿色照明，还有来自剑桥大学、牛津大学、圣安德鲁森大学灯大学的研究人员，星级酒店照明灯具，该课题已经持续了 4 年，超市照明，医院led照明，得到了英国工程与物理科学研究委员会 580 万英镑的资金支持。课题组研究超并联可视光通信技术（ultraparallel visible light communication），绿色照明，即使用灯泡的多种颜色来提供数米范围内的高带宽网络连接。科研人员表示，Li-Fi 光无线网可以补充甚至部分替代传统的 Wi-Fi 网络。但是取代 Wi-Fi 的射频技术是一场相当困难的战争。
在今年 10 月份的 IEEE 光电会议上，联合课题组的成员展示了他们已经取得的成绩。他们的团队展示了使用商用红绿蓝 LED 灯泡作为信号发射器和二极管来检测光线。这样一来，他们创造了一个能够接受和发送数据的设备，数据吞吐量达到了 100Mb/s。如果信号只朝向一个方向发射，LED灯管，速率将提高到 155Mb/s。
但是 Haas 说，限于当前的 LED 技术以及把 LED 灯同时当发射器和接收器，所以速度并不算快。联合课题组的成员其实已经开发出了更好的 LED 灯泡，这盏光输出只有 5 毫瓦的 LED 灯，而且还使用了一个高带宽二极管作为接收器，其数据传输速率已经接近 4Gb/s。在使用简单的透镜进行距离增强之后，这盏 LED 灯在 10 米范围内的数据传输速率可以达到 1.1Gb/s。Haas 还表示，他们将很快把速率提高到 15Gb/s。802.11ad Wi-Fi 标准使用 60GHz 射频波段，速率大约为 7Gb/s，所以，Li-Fi 光无线网的速率是其速率的两倍。
他们使用了雪崩光电二极管（avalanche photodiode）来作为 Li-Fi 设备的无线信号接收器。在雪崩光电二极管中，单个光子撞击接收器的时候会激起电子“雪崩”，增加了信号的强度。Haas 的团队在 Li-Fi 研发中心开发了第一片集成雪崩光电二极管 CMOS 的 Li-Fi 接收器。这片只有 7.8 平方毫米的芯片上有 49 个二极管。
与此同时，德国的弗劳恩霍夫研究所在 2014 年的慕尼黑电子交易会上展示了 Li-Fi 无线热点。弗劳恩霍夫研究所该项目的负责主任 Frank Deicke 表示，这一系统更像是红外线系统，目标工业客户而非普通消费者。该热点发射点对点的数据连接，LED筒灯，速率可到 1Gb/s。
Deicke 说，“传输速率超过 USB 线。对于绝大多数无线技术，工程照明，比如 Wi-Fi 和蓝牙来说，能超过 USB 都是很大的挑战。”Deicke 表示，该技术还有另外一大优势，Wi-Fi 信号传输的延迟一般都是按毫秒来计算的，而 Li-Fi 的延迟是按微秒来计算的（1000 微秒 = 1 毫秒）。在工业应用中，数据传输需要经过传感器、促动器、控制单元，因此低延迟，高速率的 Li-Fi 比 Wi-Fi 更有用。他说，“我们不想取代 Wi-Fi 技术。这不是我们的目标。”
但是 Deicke 表示 Li-Fi 可以补充包括 Wi-Fi 和以太网在内的现有的通讯技术。到目前为止，他的团队并未将技术应用于常见的灯泡上。
欧洲的科研人员和网络公司正准备将 Li-Fi 技术推往消费市场。这一伙人正着手于一个名为“高级融合且以管理创新网络设计（ACEMIND）”的项目，可以帮助用户管理家庭或者小企业的本地网络。ACEMIND 包括了多个项目，测试了不同的技术，CE认证，其中就包括 Li-Fi。参与该项目的雅典大学科研人员 Dmitris Katsianis 认为，Li-Fi 技术在未来 5 年能进入实用阶段。“Li-Fi 在一些电磁敏感场所具备很大的优势，比如医院、机舱、电站等。”
Haas 则将目标放在了更大的市场上。他希望 LED 灯能从光的来源不断进化，就像当年的手机一样，企业资讯，现在已经进化成了移动计算设备。“在未来的 25 年里，建筑照明， led室内照明，家中的每个灯泡都将像今天的手机一样具备计算能力。未来，大功率led照明，照明只是灯泡的一种功能而已。”
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