在《聖經·創世紀》中,上帝說要有光,之後就開始創造世界。而在愛丁堡大學的德國科學家哈拉德·哈斯眼裏,光的本身,就是一個(ge) 攜帶大量信息的世界。
他對這個(ge) 光的世界是如此地珍惜,以至於(yu) 在下午4點,他的辦公室還沒有開燈--在初冬季節的蘇格蘭(lan) ,這個(ge) 時間已經進入黃昏。當然,幽暗的光線並不能阻擋這位身材魁梧的教授的盎然談興(xing) ,而且還能讓哈斯的辦公室顯得不那麽(me) 淩亂(luan) ,比如桌上扔著的幾塊集成電路板,有機會(hui) 悄然隱身在黑暗中。
其實,這幾塊胡亂(luan) 擺放的兩(liang) 厘米見方的電路,和他頭頂的發光二極管燈(LED),都是哈斯的寶貝。在無線網絡已經遍及生活每一個(ge) 角落的信息時代,隨時隨地拿出移動終端依靠Wi-Fi上網,已經成為(wei) 一種帶有輕微強迫症傾(qing) 向的潮流,而哈斯則打算憑借他的這些寶貝,靠光線攜帶的數據上網。
這種依靠LED燈泡進行無線數據傳(chuan) 輸的先進技術,被稱作Li-Fi。
光傳(chuan) 輸革命
哈斯用光線傳(chuan) 播數據的想法,開始於(yu) 10年之前。“那時,我意識到4G時代正在走來,而正在使用的傳(chuan) 播數據的設備會(hui) 很快就跟不上需求,我認為(wei) 可以使用LED燈泡來進行信息傳(chuan) 遞,從(cong) 那時起我開始研究LED。”
2011年,哈斯帶領的研究團隊公布了用LED傳(chuan) 輸數據的成果,他們(men) 利用閃爍的燈光來傳(chuan) 輸數字信息。
這一技術的基本原理很簡單:當LED亮就表示1,滅了就表示0。哈斯聲稱,通過在燈泡中增加一個(ge) 微芯片,就可以控製它每秒閃爍數百萬(wan) 次,由於(yu) 頻率太快,人眼根本不會(hui) 察覺,但光敏傳(chuan) 感器卻可以接收到這些變化。這樣二進製的數據就被快速地編碼成燈光信號並進行了有效的傳(chuan) 輸。"這就像是一個(ge) 用火炬發送的莫爾斯碼,但卻有更快的速度,也能讓計算機更方便地理解。"哈斯對記者解釋說。
這種能發送莫爾斯碼的“火炬”到處都是。由於(yu) LED燈泡非常普及,照明基礎設施已經到位,而且燈泡發出的可見光是電磁頻譜中的一部分,比無線電頻譜大1萬(wan) 倍,相對而言可具有無限的容量,這也讓Li-Fi可以比普遍使用的WiFi等無線電通訊係統更便捷,成本也更低。
哈斯教授說,Li-Fi的另一個(ge) 優(you) 勢,是均勻分布的LED傳(chuan) 輸器可以給整個(ge) 建築提供更加穩定和區域化的互聯網連接。而傳(chuan) 統WiFi的缺點在於(yu) ,你離它越遠,你獲得的信號就越弱,從(cong) 而導致辦公室和家庭內(nei) 的無線網絡連接不穩定。
由於(yu) 有諸多優(you) 勢,Li-Fi被看做是通訊領域一個(ge) 革命性的技術。
“在機場、體(ti) 育館等人多的地方,WiFi經常連不上,因為(wei) 路由器的數量有限。但看看那些場所有多少燈,如果每盞燈都變成一個(ge) 路由器,那麽(me) 傳(chuan) 輸的數據量要大得多。”在哈斯看來,在飛機機艙、醫院這些WiFi難以抵達的地方,以及自動駕駛汽車和智能家居等新領域,都是Li-Fi大展身手的場所。
哈斯本人還看好這一技術在很多行業(ye) 的應用可能。“比如海上平台的石油管道,每6個(ge) 月就要檢修一次以保證暢通,每次的成本至少是20萬(wan) 英鎊。這些管道一般都不能使用傳(chuan) 統的信息數據傳(chuan) 播方式進行監控,因為(wei) 有爆炸風險。”他舉(ju) 例說,"但如果在管道裏安裝LED光源,就能通過傳(chuan) 感器,將壓力和溫度等關(guan) 鍵信息傳(chuan) 到管道的另一端。"
或創造60億(yi) 美元市場
新技術的發展是一個(ge) 係統工程,任意一個(ge) 環節的滯後都會(hui) 影響整體(ti) 推廣。
目前,Li-Fi的發展瓶頸主要在光源方麵,但照明產(chan) 業(ye) 正在發生巨大的變化,這可能為(wei) 其帶來新的機遇。比如,韓國生產(chan) 商三星此前就已出售了自己的照明業(ye) 務,荷蘭(lan) 巨人飛利浦也剝離了其123年的照明業(ye) 務。
“照明產(chan) 業(ye) 現在處於(yu) 無序狀態中,生產(chan) 商在進行重組,努力追求更高的附加價(jia) 值。這有點像是手機,人們(men) 使用一個(ge) 手機2年多就會(hui) 換新的,這並非是舊手機不能用了,而是新手機有了新功能。而Li-Fi就像是在屋頂上創造新的智能手機。”哈斯說,"不過中國的照明產(chan) 業(ye) 發展很迅速,近年來照明中很有多的創新來自中國。"
按照哈斯的構想,未來照明將隻是光源的第二職能,而首要職能就是傳(chuan) 輸信息。“想想全世界的城市裏有多少路燈,如果它們(men) 都被改造成信號源,那麽(me) 很快就能為(wei) 5G作好準備。”在他描繪的智能城市圖景中,如果他們(men) 降低路燈的輸出,即使在白天看不到路燈亮,但一樣能繼續接收到路燈發射的Li-Fi信號,並由此接入網絡。
由於(yu) 有著廣闊的使用前景,Li-Fi技術被廣泛看好。
雖然目前這個(ge) 市場除了一些專(zhuan) 門的訂貨之外,大部分還依舊停留在實驗室階段,但愛丁堡科研與(yu) 創新局首席執行官德裏克·沃德爾已經堅信,Li-Fi技術提供的解決(jue) 方案,會(hui) 在全球創造一個(ge) 全新的、60億(yi) 美元規模的信息市場。
在實驗室裏,哈斯用電腦為(wei) 記者播放了皮克斯製作的動畫片《勇敢傳(chuan) 說》,信號是從(cong) 10米外的一盞平放的LED燈上傳(chuan) 來的,由於(yu) 信號傳(chuan) 輸理論最高可達每秒4G,因此電影播放很流暢。不過,當有人站在充當信號源的那盞燈前時,電腦屏幕上的那位蘇格蘭(lan) 紅頭發公主動作就會(hui) 出現明顯的卡殼。
對於(yu) 這種障礙,哈斯本人也毫不諱言。“畢竟光是沿直線傳(chuan) 播的,如果把多個(ge) 光源放在屋頂上,情況就會(hui) 好起來。”他說。
事實上,擁有西門子工作經驗的哈斯,無疑比很多生活在實驗室裏的科學家更有市場天賦,這個(ge) 燈光被擋住後,信號就大幅減弱甚至消失的特性,甚至被他當做是Li-Fi的另一個(ge) 優(you) 點廣為(wei) 宣傳(chuan) 。
在他看來,由於(yu) 光線無法穿過牆壁,新的技術可能比傳(chuan) 統的WiFi連接方式更為(wei) 安全。“比如在一間會(hui) 議室裏開保密的會(hui) 議,那麽(me) 屋裏的人隻能接收到從(cong) 頂燈上傳(chuan) 播來的信號,關(guan) 在門外的人,什麽(me) 信息都收不到。”他舉(ju) 例說。
好吧,這位光線的擁躉者或許還沒聽說過“鑿壁偷光”這樣充滿正能量的勵誌故事。
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