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有光就有互联网——Li-Fi袭来

在如今这个无网不欢的时代,网络不畅是最令人烦恼的事。周末的晚上,你的电脑游戏是否和老妈的网络电视剧抢占带宽?当越来越多的电子设备被连接到同一个网络,你有没有为关键时刻的网页打不开感到心焦?这就是现在无线电网络传输的众多弊端之一。随着我们身边各式数字化的智能设备越来越多,普通数据传输方式好像开始有些不堪重负,那么有没有什么办法可以解决这样的问题呢?
不要着急,实际上无线电波只是能够携带数据信息的频谱中小小的一段。如果将其他频谱波段开放出来,不就可以缓解这样的问题了吗?

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Wi-Fi技术要out了吗?

世界上有大约140万个无线电信号发射塔,这些基站为全球超过50亿台手机提供信息中转服务,每个月至少要传输6×1014字节的信息内容。然而这种通过无线电波进行的信息输送弊端明显。
首先,无线电波段的资源稀缺、昂贵。美国政府为解决通信资源容量限制问题,重新从军用无线电频谱波段中划拨了部分无线电波段归于民用。其次,无线电传输能效极低。据统计,无线电信号发射塔消耗大量能量,大部分用于设备冷却,只有大约5%的能耗真正用于信息传输。并且,这种传输方式有很大的局限性,在飞机和医院中,无线电信号会构成一定干扰,不能充分利用。
目前的无线电网络通信存在严重的承载能力不足的情况,在人潮拥挤的地方,随着使用网络的用户增加,无线电信号基站无法及时处理所有人的信息传送需要,就会上不了网,打不开网页,或者无法下载所需的材料。而随着越来越多的人喜欢分享照片和视频,以及从汽车到水壶无所不在的物联网技术的发展,现有的信息传输基站处理数据能力不足的硬伤会越来越明显。我们亟需一种拥有更大传输能力的高效信息传输方式,这时候Li-Fi技术(可见光无限传输技术)就是不二之选。

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Li-Fi为何物?

Li-Fi技术又称可见光通信技术或者光保真技术,是一种通过LED光原材料传输信息的新型信息传输方式。可见光通信技术最先在日本开展,英国爱丁堡大学商学院的哈拉尔德?哈斯在日本学者研究的基础上进行了深入拓展,成为了Li-Fi(由哈斯教授命名)技术的主要倡导者。他认为这项技术前景光明,未来可能处处皆有Li-Fi。
光是一种可替代无线电的优良信息传输载体,它能够让设备在短时间内交换大量数据,稳定、高效。这种技术就有点类似于我们传统的红外线遥控技术,但是LED设备传输数据的能力要比你手中的电视红外遥控器强大数万倍。
哈斯带领的科学团队将数据信号通过LED灯进行传播。只需要在LED灯中添置微芯片,以此控制通过LED灯光源的明灭变化,就能够进行数据传输。Li-Fi技术的原理是将二进制数据编码转化为光信号,通过闪烁的光线,像计算机二进制信号语言一样传递数据。光线闪烁的速度越快,通过Li-Fi可以发送的数据就越多。LED灯是光敏性能极好,而且其亮度可以高速调节,当光线以这样的速度进行变化,肉眼基本上难以察觉。
和早已普及的Wi-Fi相比,Li-Fi优势明显。Li-Fi在可见光谱上调制,是Wi-Fi载频的万倍以上,这意味着更大的带宽和更高的速率。Li-Fi具有可遮挡性,安全性极佳。此外,Li-Fi的设置几乎不需要额外建立基础设施,目前的LED灯仅仅需要加入一个微小的微型芯片就可以变成Li-Fi发送器。随着技术的发展和普及,全世界超过140亿的灯泡有可能会变成140亿个信息发送器。

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让网速飞起来

通过Li-Fi,数据传输速率比传统的宽带连接快许多。未来手机、电脑通过内置数据接收和数据传输装置,将能够真正体验“网速快到飞起来”的感觉。
测试结果显示,Li-Fi传输速度可以超过每秒100 Gb,理论上可达每秒224 Gb甚至更快,速度远超目前Wi-Fi技术每秒约7 Gb的最高传输速度。使用可见光进行数据传输,一整盒DVD盘的数据一眨眼的功夫就传完了。传输数字信号所需要的设备可能只是街边的路灯或者办公室的台灯,有灯光的地方就能够实现网络覆盖。
相较于Wi-Fi技术来说,Li-Fi传输更加自由随心,因为每个用户都可以连接到自己的光源,而不是共享一个Wi-Fi路由器。

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安全卫士

光是更高频率的电磁波,相比无线电、高频电磁波而言,定向性更好。LiFi 除了能够提供更高的带宽之外,它的安全性也是现在的 WiFi 网络所无法比拟的。
目前使用的电磁无线传输方式,网络漏洞很容易被不法之徒所利用,他们不仅可以截获我们的信息,诱骗网络用户进入他们设计的骗术圈套,还可能利用我们的网络地址进行其他不法勾当,把我们变成替罪羊。
而光的特性决定了它无法穿墙传输信号,同时 Li-Fi 的上行和下行信道是独立的,所以,黑客必须处在同一个房间之中,并同时侵入两个信道才能完成一次真正意义上的攻击。有了Li-Fi传输,再也不用担心家门之外的不法分子挟持你的网络为非作歹,今后泄露个人信息的可能性更小。另外,某些情报部门也对这样的技术饶有兴趣,以此来保证重要数据的绝对隐秘。

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实时准确定位

室内定位跟踪是另一种很有前途的应用。在任何情况下,全球定位系统的错误率仍旧存在,这是Li-Fi技术可以大展宏图的地方。
通过你的头顶上的灯就可以准确定位出你所在的位置。下次用打车软件再也不会遭遇定位不准,叫车被别人拦走的情况了。如果你在一家超市,超市的网络系统可以根据你所在的位置,即时将你面前货架上的产品的优惠券发送到你的手机。由于需要传输的数据很少,这样的信息传送系统构建成本相对较低。

覆盖每个角落

LED灯所需要的能量非常小,它可以通过以太网电源线进行供电。随着技术的发展,这种智能光源未来或许可以用太阳能充电电池进行供电。除此之外,Li-Fi并不会产生和Wi-Fi一样的电磁干扰,这意味着它可以应用于很多非常敏感的环境中,例如医院和飞机。
这项技术还开辟了新的可能,比如,在交通灯和汽车刹车装置中内置Li-Fi传输装置,使智能车能够相互交换信息,前方发生交通变化状况,后面的车可以立即收到讯号,及时刹车或者采取相应处理方法,减少交通意外的发生。此外通过LED交通灯Li-Fi数据,可以了解前方道路路况细节,及时知晓前方是发生拥塞还是正在进行施工。
除此之外,Li-Fi可以安装在任何用户喜欢灯光和数据服务的地方:公交车站、火车站、街边路灯下都可以通过Li-Fi技术得到数据传输服务。
随着技术的不断发展,Li-Fi很快将成为Wi-Fi通讯很好的补充,为人们提供更加便捷和快速的上网途径。在没有Wi-Fi的地方,只要开个灯,也照样有高速网络完成各项复杂工作。不过,电信行业是否愿意舍弃投入巨大的无线电传输系统,转战新的光电传输技术战场,还有待验证。

 

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