內(nèi)容摘要：Wi-Fi無線上網(wǎng)已經(jīng)很常見，現(xiàn)在又多了一種新選擇“Li-Fi”——利用LED照明燈傳輸數(shù)據(jù)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。“有光的地方就有無線通信”也許在不久的將來會實現(xiàn)，給人們的生活帶來更多便利。

正文：在英國愛丁堡大學(xué)任教的德國物理學(xué)家哈拉爾德·哈斯為公眾作了一場報告，名為“我的Li-Fi革命”。他說，Li-Fi光照上網(wǎng)利用LED（發(fā)光二極管）照明燈以極高頻率閃爍形成的脈沖來傳輸數(shù)據(jù)，最近的實驗表明，單色5毫瓦LED照明燈和接收設(shè)備在1米和10米的距離上，數(shù)據(jù)傳輸速率可分別達到3.5Gbps和1.1Gbps（1bps為每秒1比特），用不同顏色的光還可以成倍提高數(shù)據(jù)傳輸速率。

他還現(xiàn)場利用LED照明燈光照上網(wǎng)接收設(shè)備和筆記本電腦播放了一段網(wǎng)上視頻資料：如果光源被擋住，電腦無法上網(wǎng)，視頻停止播放；如果逆轉(zhuǎn)光源方向光線變?nèi)�，電腦仍可上網(wǎng)，但數(shù)據(jù)傳輸速率變慢，視頻播放變慢并出現(xiàn)卡殼。哈斯說，這是因為接收設(shè)備對光線強度非常敏感。

在光照上網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，愛丁堡大學(xué)研究人員還開發(fā)出太陽能支持的無線上網(wǎng)技術(shù)。哈斯說，太陽能電池Li-Fi接收設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率可達到7Mbps，相當(dāng)于目前無線上網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。這種太陽能板既可以為光信號接收設(shè)備提供能源，還能檢測網(wǎng)絡(luò)信號，從而可以傳輸數(shù)據(jù)。

哈斯說，太陽能支持的光照上網(wǎng)技術(shù)可以擴大無線聯(lián)網(wǎng)的范圍，在偏遠地區(qū)、沒有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展中地區(qū)以及緊急情況下實現(xiàn)無線通信，為廣泛的無線通信應(yīng)用開啟各種可能。

他說，光照上網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點包括不受無線電波干擾、資源多、安全、節(jié)能環(huán)保、價格合理等，應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛，包括室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、智能交通信號燈以及醫(yī)療等，潛力很大。

哈斯對新華社記者說，LED照明燈光照上網(wǎng)接收設(shè)備的生產(chǎn)量現(xiàn)在還不大。目前，美國、日本、中國和歐洲國家都在進行LED無線通信技術(shù)的研發(fā)，他本人與中國復(fù)旦大學(xué)的研究人員也有聯(lián)系。

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Li-Fi是一種全新的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，是Light Fidelity的縮寫，由德國物理學(xué)家哈拉爾德·哈斯（Herald Haas）所研發(fā)。它通過改變房間照明光線的閃爍頻率進行數(shù)據(jù)傳輸，每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)超過10Mb，與典型的寬帶連接不相上下。也即是說用戶打開房間電燈的同時，也接入了互聯(lián)網(wǎng)。利用空間廣泛：醫(yī)院、機場、軍隊甚至是水下。

Li-fi基本原理是利用光的明暗來編碼信息。光源采用一種新時代的高亮度發(fā)光二極管（LED），LED亮了，就表示1，滅了就表示0。哈斯聲稱通過在任何不起眼的LED燈泡中增加一個微芯片，可以控制它每秒數(shù)百萬次閃爍，由于頻率太快，人眼根本不會察覺到，但是光敏傳感器可以接收到這些變化。就這樣，二進制的數(shù)據(jù)就被快速地編碼成燈光信號并進行了有效的傳輸。哈斯解釋說：這就像是一個用火炬發(fā)送的莫爾斯碼，但卻是用更快的速度和計算機能夠理解的數(shù)據(jù)字母。這種技術(shù)意味著，只要你有一個燈泡——全球有估計140億個——你就可以接入無線網(wǎng)絡(luò)。在實際中，這代表著任何路燈也是可以作為一個網(wǎng)絡(luò)基站的。但是VLC或Li-Fi不僅僅只是提高互聯(lián)網(wǎng)的可訪問性。

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工博會體驗Lifi點燈上網(wǎng) 速度150M/s

一篇“點一盞LED燈就能上網(wǎng)”的報道近期在網(wǎng)絡(luò)上熱傳，有網(wǎng)友形象地描述了“燈光上網(wǎng)”的一段對話：“兄弟，你擋住光了，我不能上網(wǎng)了”。在工博會復(fù)旦大學(xué)展臺，可現(xiàn)場體驗“燈光上網(wǎng)”——可見光通訊Lifi的全過程。

據(jù)悉，兩組LED燈珠被分別裝在發(fā)射器和接收器上，并分別連接在兩臺筆記本電腦上。用手掌擋住LED光線，筆記本電腦上正在播放的1080P超高清動畫片中斷了，當(dāng)移開手掌，動畫片又繼續(xù)播放。

“用光取代無線電波，傳播網(wǎng)絡(luò)信號的基本原理是一致的�！睆�(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院教授遲楠表示，這實際上展示的兩臺筆記本的上網(wǎng)互聯(lián)，發(fā)射器就像無線路由器，如果將發(fā)射器與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器直接相連，就是網(wǎng)友們所理解的“燈光上網(wǎng)”了，速度可達150Mb/s。

與現(xiàn)有WiFi相比，未來的可見光通訊安全又經(jīng)濟。WiFi依賴看不見的無線電波傳輸，設(shè)備功率越來越大，局部電磁輻射勢必增強；無線信號穿墻而過，網(wǎng)絡(luò)信息不安全。而且，可見光通訊光譜比無線電頻譜大10000倍，意味著更大的帶寬和更高的速度，網(wǎng)絡(luò)設(shè)置又幾乎不需要任何其他新的基礎(chǔ)設(shè)施。

研究人員認為，Lifi最適合在高鐵、飛機、醫(yī)院等場所使用，國外一家醫(yī)院已經(jīng)在使用。不過，現(xiàn)在研究人員最需要攻克的，就是如何把裝滿電路和各種設(shè)備的發(fā)射接收器縮小再縮小，最終放進一塊芯片中，今后可以放入電腦或手機等電子設(shè)備當(dāng)中�！耙�真正像WiFi那樣走進千家萬戶，需要通過一系列的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，還有很長的路要走�！边t楠說。

智能輪椅可自動避障

自主機器人也是本屆工博會展示的一個亮點，它們?yōu)槲覀兊墓ぷ骱蜕�活帶來了諸多便利。在“創(chuàng)新科技館”展區(qū)，一款導(dǎo)游機器人就吸引了不少觀眾駐足。

如果你無法親臨博物館觀展、如果你無法分身參加異地會議，不用遺憾，導(dǎo)游機器人都可以代替你“親自”完成。據(jù)上海交通大學(xué)自動化系自主機器人實驗室研究人員介紹，只要通過遠程網(wǎng)絡(luò)，選定路線，通過手動等方式進行遙控，導(dǎo)游機器人可以根據(jù)需求例如在場館的區(qū)域內(nèi)移動，通過機器人前往的攝像頭，我們就可以看到現(xiàn)場的環(huán)境，語音也同樣可以傳輸。

另外一款智能輪椅也能讓殘障人士享受到自由移動的便利。除了具有一般電動輪椅的手動操控功能，這款智能輪椅還具有自定位、路徑規(guī)劃和自主導(dǎo)航的能力。只要輕點輪椅前方的顯示屏幕，就能實現(xiàn)這些功能。

輪椅前方還安裝有多傳感器系統(tǒng)，比如激光測距雷達、RGB-D攝像機、里程計等，可以提高輪椅的安全性，“如果在前進過程中，感應(yīng)到前方有障礙物，就可以重新規(guī)劃線路，及時避開�！毖芯咳藛T介紹說。

LiFi可見光通信 電燈泡變成無線路由告別WIFI

WiFi技術(shù)已經(jīng)越來越普及，不過抱怨無線信號不穩(wěn)定、上網(wǎng)速度慢、WiFi熱點太少的人也越來越多�，F(xiàn)在，有一項新技術(shù)可能會讓這些問題得到解決。

電燈泡一直以來被視作發(fā)明家夢寐以求的靈感閃現(xiàn)的象征。不過對德國物理學(xué)家Herald Haas來說，電燈泡本身給他帶來了靈感。Haas和他愛丁堡大學(xué)的團隊發(fā)明了一項專利技術(shù)，利用一束閃光來無線傳輸數(shù)字信息，這類技術(shù)通常被稱作可見光通信(VLC)。

Haas表示：“我最大的設(shè)想就是將電燈泡變?yōu)閷拵�通信設(shè)備。這樣電燈泡不僅能提供照明，也將成為一款必要的工具�！盚aas認為，通過給普通的LED燈泡加裝微芯片，使燈泡以極快的速度閃爍，就可以利用燈泡發(fā)送數(shù)據(jù)。而燈泡的閃爍頻率達到每秒數(shù)百萬次。

通過這種方式，LED燈泡可以快速傳輸二進制編碼。但對裸眼來說，這樣的閃爍是不可見的，只有光敏接收器才能探測。Haas表示：“這類似于通過火炬發(fā)送莫爾斯碼，但速度更快，并使用了計算機能理解的字母表�！�

這一技術(shù)意味著，只要你擁有電燈泡，就可以獲得無線互聯(lián)網(wǎng)連接。目前全世界的電燈泡數(shù)量估計約有140億盞。實際上，這也意味著任何路燈都可以成為互聯(lián)網(wǎng)接入點。

不過，被昵稱為“Li-Fi”的可見光通信技術(shù)并不只是能提升互聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍。作為無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖钪饕�技術(shù)，WiFi利用了射頻信號。然而，無線電波在整個電磁頻譜中僅占很小的一部分。而隨著用戶對無線互聯(lián)網(wǎng)需求的增長，可用的射頻頻譜正越來越少。

例如，當(dāng)你在咖啡店中上網(wǎng)時，如果周圍上網(wǎng)的人越來越多，那么你會發(fā)現(xiàn)網(wǎng)速變得很慢。3G移動網(wǎng)絡(luò)也是如此。與此同時，根據(jù)思科的數(shù)據(jù)，我們每年通過移動設(shè)備發(fā)送的信息量都在翻番。

Haas表示，他的技術(shù)將是問題解決方案的重要一部分。他表示：“可見光頻譜的寬度達到射頻頻譜的1萬倍�！边@意味著可見光通信能帶來更高的帶寬。Haas表示，“Li-Fi”技術(shù)能帶來高達1Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速度。

Haas認為，他的技術(shù)有一個重要優(yōu)點，這就是不需要再新建任何基礎(chǔ)設(shè)施。而傳統(tǒng)射頻信號的發(fā)射需要能量密集的設(shè)備。他表示：“我們使用現(xiàn)有設(shè)備�？梢姽忸l譜沒有得到利用，沒有得到監(jiān)管，我們可以進行高速通信�！�

不過這一技術(shù)也有著自身的局限。雅典Harokopio大學(xué)信息學(xué)講師Thomas Kamalakis推薦了Haas的技術(shù)，但也表示該技術(shù)的潛力不應(yīng)被高估。他表示：“一個明顯的問題是，可見光無法穿透物體，因此如果接收器被阻擋，那么信號將被切斷�！�

英國華威大學(xué)工程學(xué)院助理教授Mark Leeson也持相同看法。他提出：“問題在于，我們的手機如何使用可見光來通信？”

Haas表示，這是兩個現(xiàn)實問題，但他也有簡單的臨時解決方法�！叭绻�光信號被阻擋，而你需要使用設(shè)備發(fā)送信息，你可以無縫地切換至射頻信號�！彼�認為，可見光通信并不是WiFi的競爭對手，而是一種相互補充的技術(shù)，這將有助于釋放頻譜空間。

他表示：“我們?nèi)孕枰猈iFi，需要射頻通信系統(tǒng)。你無法使用電燈泡向快速移動的物體發(fā)送數(shù)據(jù)，或是向樹、墻和障礙物背后的物體發(fā)送數(shù)據(jù)�！痹诙唐趦�(nèi)，可見光通信已可以實現(xiàn)一些小范圍應(yīng)用。例如，可以在飛機中使用該技術(shù)，幫助手機和筆記本上網(wǎng)，此外也可以在水下等無線電波無法傳播的場所使用該技術(shù)。

Haas指出，Li-Fi技術(shù)帶來了極高的安全性，因為可見光只能沿直線傳播，因此只有處在光線傳播直線上的人才有可能截獲信息。