基于LED光无线传输 Li-Fi或创造60亿美元市场

2014-12-09编辑:刘燚 关键字:LED  无线传输  Li-Fi

在《圣经·创世纪》中,上帝说要有光,之后就开始创造世界。而在爱丁堡大学的德国科学家哈拉德·哈斯眼里,光的本身,就是一个携带大量信息的世界。

他对这个光的世界是如此地珍惜,以至于在下午4点,他的办公室还没有开灯--在初冬季节的苏格兰,这个时间已经进入黄昏。当然,幽暗的光线并不能阻挡这位身材魁梧的教授的盎然谈兴,而且还能让哈斯的办公室显得不那么凌乱,比如桌上扔着的几块集成电路板,有机会悄然隐身在黑暗中。

其实,这几块胡乱摆放的两厘米见方的电路,和他头顶的发光二极管灯(LED),都是哈斯的宝贝。在无线网络已经遍及生活每一个角落的信息时代,随时随地拿出移动终端依靠Wi-Fi上网,已经成为一种带有轻微强迫症倾向的潮流,而哈斯则打算凭借他的这些宝贝,靠光线携带的数据上网。

这种依靠LED灯泡进行无线数据传输的先进技术,被称作Li-Fi

光传输革命

哈斯用光线传播数据的想法,开始于10年之前。“那时,我意识到4G时代正在走来,而正在使用的传播数据的设备会很快就跟不上需求,我认为可以使用LED灯泡来进行信息传递,从那时起我开始研究LED。”

2011年,哈斯带领的研究团队公布了用LED传输数据的成果,他们利用闪烁的灯光来传输数字信息。

这一技术的基本原理很简单:当LED亮就表示1,灭了就表示0。哈斯声称,通过在灯泡中增加一个微芯片,就可以控制它每秒闪烁数百万次,由于频率太快,人眼根本不会察觉,但光敏传感器却可以接收到这些变化。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。"这就像是一个用火炬发送的莫尔斯码,但却有更快的速度,也能让计算机更方便地理解。"哈斯对记者解释说。

这种能发送莫尔斯码的“火炬”到处都是。由于LED灯泡非常普及,照明基础设施已经到位,而且灯泡发出的可见光是电磁频谱中的一部分,比无线电频谱大1万倍,相对而言可具有无限的容量,这也让Li-Fi可以比普遍使用的WiFi等无线电通讯系统更便捷,成本也更低。

哈斯教授说,Li-Fi的另一个优势,是均匀分布的LED传输器可以给整个建筑提供更加稳定和区域化的互联网连接。而传统WiFi的缺点在于,你离它越远,你获得的信号就越弱,从而导致办公室和家庭内的无线网络连接不稳定。

由于有诸多优势,Li-Fi被看做是通讯领域一个革命性的技术。

“在机场、体育馆等人多的地方,WiFi经常连不上,因为路由器的数量有限。但看看那些场所有多少灯,如果每盏灯都变成一个路由器,那么传输的数据量要大得多。”在哈斯看来,在飞机机舱、医院这些WiFi难以抵达的地方,以及自动驾驶汽车和智能家居等新领域,都是Li-Fi大展身手的场所。

哈斯本人还看好这一技术在很多行业的应用可能。“比如海上平台的石油管道,每6个月就要检修一次以保证畅通,每次的成本至少是20万英镑。这些管道一般都不能使用传统的信息数据传播方式进行监控,因为有爆炸风险。”他举例说,"但如果在管道里安装LED光源,就能通过传感器,将压力和温度等关键信息传到管道的另一端。"

或创造60亿美元市场

新技术的发展是一个系统工程,任意一个环节的滞后都会影响整体推广。

目前,Li-Fi的发展瓶颈主要在光源方面,但照明产业正在发生巨大的变化,这可能为其带来新的机遇。比如,韩国生产商三星此前就已出售了自己的照明业务,荷兰巨人飞利浦也剥离了其123年的照明业务。

“照明产业现在处于无序状态中,生产商在进行重组,努力追求更高的附加价值。这有点像是手机,人们使用一个手机2年多就会换新的,这并非是旧手机不能用了,而是新手机有了新功能。而Li-Fi就像是在屋顶上创造新的智能手机。”哈斯说,"不过中国的照明产业发展很迅速,近年来照明中很有多的创新来自中国。"

按照哈斯的构想,未来照明将只是光源的第二职能,而首要职能就是传输信息。“想想全世界的城市里有多少路灯,如果它们都被改造成信号源,那么很快就能为5G作好准备。”在他描绘的智能城市图景中,如果他们降低路灯的输出,即使在白天看不到路灯亮,但一样能继续接收到路灯发射的Li-Fi信号,并由此接入网络。

由于有着广阔的使用前景,Li-Fi技术被广泛看好。

虽然目前这个市场除了一些专门的订货之外,大部分还依旧停留在实验室阶段,但爱丁堡科研与创新局首席执行官德里克·沃德尔已经坚信,Li-Fi技术提供的解决方案,会在全球创造一个全新的、60亿美元规模的信息市场。

在实验室里,哈斯用电脑为记者播放了皮克斯制作的动画片《勇敢传说》,信号是从10米外的一盏平放的LED灯上传来的,由于信号传输理论最高可达每秒4G,因此电影播放很流畅。不过,当有人站在充当信号源的那盏灯前时,电脑屏幕上的那位苏格兰红头发公主动作就会出现明显的卡壳。

对于这种障碍,哈斯本人也毫不讳言。“毕竟光是沿直线传播的,如果把多个光源放在屋顶上,情况就会好起来。”他说。

事实上,拥有西门子工作经验的哈斯,无疑比很多生活在实验室里的科学家更有市场天赋,这个灯光被挡住后,信号就大幅减弱甚至消失的特性,甚至被他当做是Li-Fi的另一个优点广为宣传。

在他看来,由于光线无法穿过墙壁,新的技术可能比传统的WiFi连接方式更为安全。“比如在一间会议室里开保密的会议,那么屋里的人只能接收到从顶灯上传播来的信号,关在门外的人,什么信息都收不到。”他举例说。

好吧,这位光线的拥趸者或许还没听说过“凿壁偷光”这样充满正能量的励志故事。

关键字:LED  无线传输  Li-Fi

来源: 中国LED在线 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/LED/2014/1209/article_11597.html
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现任华润矽威科技(上海)有限公司市场部经理/高工,上海市传感技术学会理事、副秘书长。

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