在《圣經(jīng)·創(chuàng)世紀(jì)》中,上帝說要有光,之后就開始創(chuàng)造世界。而在愛丁堡大學(xué)的德國科學(xué)家哈拉德·哈斯眼里,光的本身,就是一個攜帶大量信息的世界。
他對這個光的世界是如此地珍惜,以至于在下午4點,他的辦公室還沒有開燈--在初冬季節(jié)的蘇格蘭,這個時間已經(jīng)進入黃昏。當(dāng)然,幽暗的光線并不能阻擋這位身材魁梧的教授的盎然談興,而且還能讓哈斯的辦公室顯得不那么凌亂,比如桌上扔著的幾塊集成電路板,有機會悄然隱身在黑暗中。
其實,這幾塊胡亂擺放的兩厘米見方的電路,和他頭頂?shù)陌l(fā)光二極管燈(LED),都是哈斯的寶貝。在無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遍及生活每一個角落的信息時代,隨時隨地拿出移動終端依靠Wi-Fi上網(wǎng),已經(jīng)成為一種帶有輕微強迫癥傾向的潮流,而哈斯則打算憑借他的這些寶貝,靠光線攜帶的數(shù)據(jù)上網(wǎng)。
這種依靠LED燈泡進行無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)南冗M技術(shù),被稱作Li-Fi。
光傳輸革命
哈斯用光線傳播數(shù)據(jù)的想法,開始于10年之前。“那時,我意識到4G時代正在走來,而正在使用的傳播數(shù)據(jù)的設(shè)備會很快就跟不上需求,我認(rèn)為可以使用LED燈泡來進行信息傳遞,從那時起我開始研究LED。”
2011年,哈斯帶領(lǐng)的研究團隊公布了用LED傳輸數(shù)據(jù)的成果,他們利用閃爍的燈光來傳輸數(shù)字信息。
這一技術(shù)的基本原理很簡單:當(dāng)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微芯片,就可以控制它每秒閃爍數(shù)百萬次,由于頻率太快,人眼根本不會察覺,但光敏傳感器卻可以接收到這些變化。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。"這就像是一個用火炬發(fā)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(fā)送莫爾斯碼的“火炬”到處都是。由于LED燈泡非常普及,照明基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)到位,而且燈泡發(fā)出的可見光是電磁頻譜中的一部分,比無線電頻譜大1萬倍,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等無線電通訊系統(tǒng)更便捷,成本也更低。
哈斯教授說,Li-Fi的另一個優(yōu)勢,是均勻分布的LED傳輸器可以給整個建筑提供更加穩(wěn)定和區(qū)域化的互聯(lián)網(wǎng)連接。而傳統(tǒng)WiFi的缺點在于,你離它越遠(yuǎn),你獲得的信號就越弱,從而導(dǎo)致辦公室和家庭內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定。
由于有諸多優(yōu)勢,Li-Fi被看做是通訊領(lǐng)域一個革命性的技術(shù)。
“在機場、體育館等人多的地方,WiFi經(jīng)常連不上,因為路由器的數(shù)量有限。但看看那些場所有多少燈,如果每盞燈都變成一個路由器,那么傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量要大得多。”在哈斯看來,在飛機機艙、醫(yī)院這些WiFi難以抵達(dá)的地方,以及自動駕駛汽車和智能家居等新領(lǐng)域,都是Li-Fi大展身手的場所。
哈斯本人還看好這一技術(shù)在很多行業(yè)的應(yīng)用可能。“比如海上平臺的石油管道,每6個月就要檢修一次以保證暢通,每次的成本至少是20萬英鎊。這些管道一般都不能使用傳統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)傳播方式進行監(jiān)控,因為有爆炸風(fēng)險。”他舉例說,"但如果在管道里安裝LED光源,就能通過傳感器,將壓力和溫度等關(guān)鍵信息傳到管道的另一端。"
或創(chuàng)造60億美元市場
新技術(shù)的發(fā)展是一個系統(tǒng)工程,任意一個環(huán)節(jié)的滯后都會影響整體推廣。
目前,Li-Fi的發(fā)展瓶頸主要在光源方面,但照明產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生巨大的變化,這可能為其帶來新的機遇。比如,韓國生產(chǎn)商三星此前就已出售了自己的照明業(yè)務(wù),荷蘭巨人飛利浦也剝離了其123年的照明業(yè)務(wù)。
“照明產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在處于無序狀態(tài)中,生產(chǎn)商在進行重組,努力追求更高的附加價值。這有點像是手機,人們使用一個手機2年多就會換新的,這并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(chuàng)造新的智能手機。”哈斯說,"不過中國的照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展很迅速,近年來照明中很有多的創(chuàng)新來自中國。"
按照哈斯的構(gòu)想,未來照明將只是光源的第二職能,而首要職能就是傳輸信息。“想想全世界的城市里有多少路燈,如果它們都被改造成信號源,那么很快就能為5G作好準(zhǔn)備。”在他描繪的智能城市圖景中,如果他們降低路燈的輸出,即使在白天看不到路燈亮,但一樣能繼續(xù)接收到路燈發(fā)射的Li-Fi信號,并由此接入網(wǎng)絡(luò)。
由于有著廣闊的使用前景,Li-Fi技術(shù)被廣泛看好。
雖然目前這個市場除了一些專門的訂貨之外,大部分還依舊停留在實驗室階段,但愛丁堡科研與創(chuàng)新局首席執(zhí)行官德里克·沃德爾已經(jīng)堅信,Li-Fi技術(shù)提供的解決方案,會在全球創(chuàng)造一個全新的、60億美元規(guī)模的信息市場。
在實驗室里,哈斯用電腦為記者播放了皮克斯制作的動畫片《勇敢傳說》,信號是從10米外的一盞平放的LED燈上傳來的,由于信號傳輸理論最高可達(dá)每秒4G,因此電影播放很流暢。不過,當(dāng)有人站在充當(dāng)信號源的那盞燈前時,電腦屏幕上的那位蘇格蘭紅頭發(fā)公主動作就會出現(xiàn)明顯的卡殼。
對于這種障礙,哈斯本人也毫不諱言。“畢竟光是沿直線傳播的,如果把多個光源放在屋頂上,情況就會好起來。”他說。
事實上,擁有西門子工作經(jīng)驗的哈斯,無疑比很多生活在實驗室里的科學(xué)家更有市場天賦,這個燈光被擋住后,信號就大幅減弱甚至消失的特性,甚至被他當(dāng)做是Li-Fi的另一個優(yōu)點廣為宣傳。
在他看來,由于光線無法穿過墻壁,新的技術(shù)可能比傳統(tǒng)的WiFi連接方式更為安全。“比如在一間會議室里開保密的會議,那么屋里的人只能接收到從頂燈上傳播來的信號,關(guān)在門外的人,什么信息都收不到。”他舉例說。
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志故事。
轉(zhuǎn)載請注明出處。