現在家庭中使用LED燈已是普遍現象,而隨著技術發展,LED燈也將打開無線設備接入無線網絡的新途徑,而且LED燈所帶來的Li-Fi(Light Fidelity,可見光無線通信)無線網絡無論是網絡帶寬還是反應速度都比Wi-Fi無線網絡要快。
所有的部件、所有的技術都已經存在了。現在只需要把它們組合在一起就可以讓Li-Fi光無線網開始運行。即使用燈泡的多種顏色來提供數米范圍內的高帶寬網絡連接,科研人員表示,Li-Fi光無線網可以補充甚至部分替代傳統的Wi-Fi網絡。但是取代Wi-Fi的射頻技術是一場相當困難的戰爭。
在IEEE光電會議上,聯合課題組展示了使用商用紅綠藍LED燈泡作為信號發射器和二極管來檢測光線。這樣一來,他們創造了一個能夠接受和發送數據的設備,數據吞吐量達到了100Mb/s。如果信號只朝向一個方向發射,速率將提高到155Mb/s。
限于當前的LED技術以及把LED燈同時當發射器和接收器,所以速度并不算快。聯合課題組的成員其實已經開發出了更好的LED燈泡,這盞光輸出只有5毫瓦的LED燈,而且還使用了一個高帶寬二極管作為接收器,其數據傳輸速率已經接近4Gb/s。在使用簡單的透鏡進行距離增強之后,這盞LED燈在10米范圍內的數據傳輸速率可以達到1.1Gb/s。他們將很快把速率提高到15Gb/s。802.11ad Wi-Fi標準使用60GHz射頻波段,速率大約為7Gb/s,所以,Li-Fi光無線網的速率是其速率的兩倍。
他們使用雪崩光電二極管作為Li-Fi設備的無線信號接收器。在雪崩光電二極管中,單個光子撞擊接收器的時候會激起電子雪崩,增加了信號的強度。團隊在Li-Fi研發中心開發了第一片集成雪崩光電二極管CMOS的Li-Fi接收器。這片只有7.8平方毫米的芯片上有49個二極管。
與此同時,慕尼黑電子交易會上展示了Li-Fi無線熱點。這一系統更像是紅外線系統,目標工業客戶而非普通消費者。該熱點發射點對點的數據連接,速率可到1Gb/s。
傳輸速率超過USB線。對于絕大多數無線技術,比如Wi-Fi和藍牙來說,能超過USB都是很大的挑戰。該技術還有另外一大優勢,Wi-Fi信號傳輸的延遲一般都是按毫秒來計算的,而Li-Fi的延遲是按微秒來計算的(1000微秒=1毫秒)。在工業應用中,數據傳輸需要經過傳感器、促動器、控制單元,因此低延遲,高速率的Li-Fi比Wi-Fi更有用。
歐洲的科研人員和網絡公司正準備將Li-Fi技術推往消費市場。這一伙人正著手于一個名為「高級融合且以管理創新網絡設計(ACEMIND)」的項目,可以幫助用戶管理家庭或者小企業的本地網絡。ACEMIND包括了多個項目,測試了不同的技術,其中就包括Li-Fi,Li-Fi技術在未來5年能進入實用階段。Li-Fi在一些電磁敏感場所具備很大的優勢,比如醫院、機艙、電站等。
對于Li-Fi的發展,可將目標放在更大的市場上,希望LED燈能從光的各種來源中不斷進化,如同當年的手機,現在已進化成為移動計算設備。在未來25年里,家中的每個燈泡都將像今天的手機一樣具備計算能力,照明只是燈泡的一種功能罷了。
責任編輯:tzh
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