“和WIFI（無(wú)線保真）不同，我們可以實(shí)現(xiàn)有光的地方就有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。”近日，在英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)任教的德國(guó)物理學(xué)家哈拉爾德·哈斯在一場(chǎng)報(bào)告中展示了讓人料想不到的新奇技術(shù)：開(kāi)一盞LED燈，就可以通過(guò)燈光傳遞網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，其傳輸速率甚至遠(yuǎn)超目前通用的WIFI技術(shù)。

　　此前，復(fù)旦大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)也宣布，成功實(shí)現(xiàn)屋內(nèi)可見(jiàn)光傳輸網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，并創(chuàng)下燈光上網(wǎng)速度的世界紀(jì)錄。這種被哈拉爾德·哈斯稱為“LI-FI”（光線保真）的技術(shù)，一時(shí)成為各國(guó)科學(xué)家追逐的熱點(diǎn)。

　　可以肯定的是，燈將不再僅僅是照明工具。隨燈光撲面而至的，還有你的電子郵件、當(dāng)日的重大新聞、剛剛更新的視頻節(jié)目，以及互聯(lián)網(wǎng)上的一切。

　　用光的明暗代替“1”“0”信號(hào)

　　“燈光上網(wǎng)聽(tīng)上去十分神奇，但是這一技術(shù)的基本原理闡釋起來(lái)并不復(fù)雜。”省科學(xué)院應(yīng)用數(shù)學(xué)研究所研究員成彬說(shuō)，“數(shù)字傳輸中，最基本的信號(hào)就是‘1’和‘0’，如果我們將燈光打開(kāi)的‘明亮’狀態(tài)設(shè)定為‘1’，燈光關(guān)閉的‘黑暗’狀態(tài)設(shè)定為‘0’，那么通過(guò)燈光的開(kāi)開(kāi)合合，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的傳輸。”

　　“顯而易見(jiàn)，遵循這一技術(shù)思路，必須要找到可以耐得住成千上萬(wàn)直至更高頻次開(kāi)關(guān)而不被損壞的燈光設(shè)備。”成彬表示，“傳統(tǒng)的白熾燈以及日光燈最忌諱的就是反復(fù)開(kāi)關(guān)，這會(huì)大大縮短其使用壽命。但對(duì)于發(fā)光二極管——LED來(lái)說(shuō)，連續(xù)開(kāi)關(guān)幾乎不影響使用。”

　　“更為重要的是，白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，而LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí)。”成彬說(shuō)，這表示LED可以實(shí)現(xiàn)超高頻率的開(kāi)合，這為實(shí)現(xiàn)以燈光為介質(zhì)的高速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。“這一閃光頻率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了人眼所能識(shí)別的極限，所以大家大可不必認(rèn)為通過(guò)燈光閃爍來(lái)傳遞網(wǎng)絡(luò)信號(hào)會(huì)‘閃壞眼’。”

　　哈拉爾德·哈斯在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證：LED可以以人眼覺(jué)察不到的速度高速閃爍，并快速傳輸二進(jìn)制編碼。只要把一個(gè)微小的芯片插入每一個(gè)潛在的照明設(shè)備中，這些照明設(shè)備就能成為高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臐撛谳d體。2011年哈斯把這種用可見(jiàn)光無(wú)線傳輸信息的方式稱之為“LI-FI”，這被《時(shí)代》周刊評(píng)為最偉大的50個(gè)發(fā)明之一。

　　“植入LED的微小芯片的基本功能就是將網(wǎng)絡(luò)二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)化為開(kāi)關(guān)信號(hào)，高速度控制LED的亮與滅。”成彬介紹，這是實(shí)現(xiàn)燈光傳播網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的第一步。“要讓電腦等網(wǎng)絡(luò)終端識(shí)別接收這種信號(hào)，還要在網(wǎng)絡(luò)終端中安裝以光敏傳感器為核心部件的接收裝置，類似于在目前WIFI網(wǎng)絡(luò)中必備的無(wú)線網(wǎng)卡。”

　　燈光上網(wǎng)的實(shí)際效果如何？復(fù)旦大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院此前宣布，他們自主研發(fā)的光線上網(wǎng)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室成功實(shí)現(xiàn)。研究人員將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接入一盞1W的LED燈珠，燈光下的4臺(tái)電腦即可上網(wǎng)，最高速率可達(dá)3.25G，平均上網(wǎng)速率達(dá)到150M，這一速度已經(jīng)超過(guò)WIFI，堪稱世界最快的燈光上網(wǎng)。

　　乘飛機(jī)實(shí)現(xiàn)高速上網(wǎng)兼顧飛行安全

　　互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，一項(xiàng)新技術(shù)無(wú)論聽(tīng)上去多神奇，但若找不到賣點(diǎn)，不被市場(chǎng)接納，就難免“死在沙灘上”。

　　燈光上網(wǎng)未來(lái)的應(yīng)用市場(chǎng)有多大？

　　“燈光上網(wǎng)是解決信息通信‘最后一公里’問(wèn)題的良好方案。”成彬認(rèn)為，目前信息通信在從高速通信干網(wǎng)接入終端用戶時(shí)遇到困境——為了提高寬帶服務(wù)最后一小段路徑的網(wǎng)速，往往要花費(fèi)高昂的成本。“雖然一些新建小區(qū)普遍實(shí)現(xiàn)了光纖入戶，但在城市中，老一點(diǎn)的小區(qū)高速網(wǎng)絡(luò)入戶實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為困難，重新布網(wǎng)成本很高，而建設(shè)燈光高速網(wǎng)絡(luò)則是便捷和廉價(jià)的好辦法。因?yàn)椴徽撌切^(qū)的路燈，還是每一家的照明燈，都能發(fā)送無(wú)線上網(wǎng)信號(hào)。”值得一提的是，現(xiàn)在很多小區(qū)光纖寬帶的速度也未超過(guò)10M，而LED燈光上網(wǎng)可以輕松實(shí)現(xiàn)超越80M的傳輸速度，而且造價(jià)低廉。

　　“現(xiàn)在大家搭乘飛機(jī)時(shí)，都會(huì)在起飛前自覺(jué)關(guān)閉手機(jī)等有網(wǎng)絡(luò)功能的數(shù)字設(shè)備，以免在飛行途中對(duì)飛機(jī)通信產(chǎn)生不良干擾。但有了燈光上網(wǎng)這種新技術(shù)，將不必再為此擔(dān)心。在保障乘客高空高速上網(wǎng)的同時(shí)，可兼顧飛行安全不受任何影響。”成彬?qū)@一技術(shù)在飛機(jī)上的應(yīng)用十分看好，“打開(kāi)座位上面的小燈，就可以高速接入網(wǎng)絡(luò)。而可見(jiàn)光這種傳輸介質(zhì)和無(wú)線通信用的電磁波完全不會(huì)交叉，從技術(shù)原理上杜絕了信號(hào)干擾的可能。”

　　“礦井下上網(wǎng)聽(tīng)上去難以實(shí)現(xiàn)，有線網(wǎng)絡(luò)布線十分困難，以往的WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)由于可能產(chǎn)生靜電效應(yīng)危及井下安全也難以采用。燈光上網(wǎng)就可以解決這一特殊場(chǎng)地的上網(wǎng)問(wèn)題。”據(jù)介紹，國(guó)內(nèi)已有企業(yè)根據(jù)這一技術(shù)制造出礦井通訊系統(tǒng)：礦工們用頭盔上的LED照明燈就可以傳遞網(wǎng)絡(luò)信息，礦工手里的通訊設(shè)備就可以隨時(shí)聯(lián)網(wǎng)使用。礦井下隧道兩側(cè)的照明燈還能接入網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)將礦下數(shù)據(jù)與地面進(jìn)行傳輸，從而使礦井更加智能。

　　“二維碼是現(xiàn)在被普遍接受的以圖形為介質(zhì)快速進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)入口的接入方式，可以想象一下，如果商店燈光招牌安裝了芯片，手機(jī)掃描這些招牌就可以識(shí)別出有關(guān)網(wǎng)絡(luò)信息，這將實(shí)現(xiàn)替代目前二維碼的‘光碼’新應(yīng)用。”成彬還設(shè)想，水下環(huán)境的上網(wǎng)問(wèn)題、保密區(qū)域內(nèi)的無(wú)線上網(wǎng)問(wèn)題……解決這些問(wèn)題，燈光上網(wǎng)技術(shù)都有用武之地。

　　不會(huì)全面替代現(xiàn)有WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

　　不受無(wú)線電波干擾、資源多、安全、節(jié)能環(huán)保、沒(méi)有輻射、價(jià)格合理……“燈光上網(wǎng)有多個(gè)天然優(yōu)勢(shì)，不過(guò)，它的局限性也十分明顯。”成彬表示，普通可見(jiàn)光容易衰減，容易被遮擋等問(wèn)題都是燈光上網(wǎng)難以避開(kāi)的“瓶頸”。

　　哈拉爾德·哈斯近日的一次公開(kāi)實(shí)驗(yàn)也顯示了燈光上網(wǎng)的特點(diǎn)：如果光源被擋住，電腦無(wú)法上網(wǎng)；如果光線變?nèi)?，電腦仍可上網(wǎng)，但數(shù)據(jù)傳輸速率變慢。哈斯說(shuō)，這是因?yàn)榻邮赵O(shè)備對(duì)光線強(qiáng)度非常敏感。

　　復(fù)雜的室內(nèi)布置、物體的頻繁移動(dòng)、甚至是嚴(yán)重的霧霾污染，都有可能讓燈光上網(wǎng)的速度和效果大打折扣。

　　“必須要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，再好的技術(shù)也不是‘萬(wàn)金油’，燈光上網(wǎng)肯定不會(huì)全面替代現(xiàn)有WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，而是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的有益補(bǔ)充。”成彬認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)必將走向高速連接、全面覆蓋的時(shí)代，“只有多技術(shù)集成互補(bǔ)才能打造網(wǎng)絡(luò)未來(lái)。”

　　“燈光上網(wǎng)和電力線上網(wǎng)理論上可以完美銜接。”成彬表示，電力線上網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被探索多年，依靠現(xiàn)有的電力線網(wǎng)絡(luò)就能傳輸網(wǎng)絡(luò)信號(hào)是這一技術(shù)的突出特點(diǎn)，這意味著只要有電的地方，就不用再耗費(fèi)巨資重新布置網(wǎng)絡(luò)線纜。“然而，這一技術(shù)的瓶頸就在于終端接入不便。如果兩個(gè)技術(shù)配套使用，可讓現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)布局更為簡(jiǎn)潔高效。”

　　燈光上網(wǎng)甚至還能和現(xiàn)有的光伏技術(shù)有機(jī)結(jié)合。在燈光上網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，愛(ài)丁堡大學(xué)研究人員還開(kāi)發(fā)出太陽(yáng)能支持的無(wú)線上網(wǎng)技術(shù)。哈斯說(shuō)，太陽(yáng)能電池“LI-FI”接收設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到7M，相當(dāng)于目前無(wú)線上網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。這種太陽(yáng)能板既可以為光信號(hào)接收設(shè)備提供能源，還能檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，從而可以傳輸數(shù)據(jù)。哈斯認(rèn)為，在偏遠(yuǎn)地區(qū)、沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的地區(qū)以及緊急情況下實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，太陽(yáng)能支持的光照上網(wǎng)技術(shù)可以使無(wú)線聯(lián)網(wǎng)變?yōu)榭赡堋?/span>

　　“燈光上網(wǎng)正如一盞明燈，有望照亮以往網(wǎng)絡(luò)信號(hào)難以覆蓋的死角盲區(qū)。”成彬認(rèn)為，這將粉碎現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)邊界，有助于催生一個(gè)無(wú)所不在的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)。