LiFi灯光上网技术新进展 速度超每秒10G

　　阅读提示 | 无需WiFi信号，点一盏LED灯就能上网。10月15日，复旦大学计算机科学技术学院传出好消息，一种利用屋内可见光传输网络信号的国际前沿通讯技术在实验室成功实现。研究人员将网络信号接入一盏1瓦的LED灯珠，灯光下的4台电脑即可上网，最高速率可达3.25G，平均上网速率达到150M，堪称世界最快的“灯光上网”。下月，10台样机将亮相2013年上海工博会。

　　可见光通讯被称为Lifi

　　德国物理学家哈拉尔德·哈斯和他在英国爱丁堡大学的团队最新发明了一种专利技术，利用闪烁的灯光来传输数字信息，这个过程被称为可见光通讯(VLC)，人们常把它亲切地称为“Lifi”，以示它能给目前以WiFi为代表的无线网络传输技术可能带来革命性的改变。

　　这种让人难以想象的网络技术到底离我们有多远？答案是：很近，它正从复旦大学实验室中一步步向我们走来。复旦大学计算机科学技术学院教授薛向阳说，目前的无线电信号传输设备存在很多局限性，它们稀有、昂贵，但效率不高，比如手机，全球数百万个基站帮助其增强信号，但大部分能量却消耗在冷却上，效率只有5%。相比之下，全世界使用的灯泡却取之不尽，尤其在国内LED光源正在大规模取代传统白炽灯。只要在任何不起眼的LED灯泡中增加一个微芯片，便可让灯泡变成无线网络发射器。

　　Lifi技术安全又经济

　　去年开始，上海市科委已在全市高校和科研院所布局这一国际前沿的无线通讯技术，由复旦大学承担的可见光通讯关键技术研究与应用取得重要进展：科研人员不仅在实验室环境中利用可见光传输网络信号，并且实现能够“一拖四”，即点亮一盏小灯，4台电脑即可同时上网、互传网络信号。

　　“有灯光的地方，就有网络信号。关掉灯，网络全无。”课题研究人员迟楠教授说，与现有WiFi相比，未来的可见光通讯安全又经济。WiFi依赖看不见的无线电波传输，设备功率越来越大，局部电磁辐射势必增强；无线信号穿墙而过，网络信息不安全。这些安全隐患，在可见光通讯中“一扫而光”。而且，光谱比无线电频谱大10000倍，意味着更大的带宽和更高的速度，网络设置又几乎不需要任何新的基础设施。

　　Lifi原理

　　灯泡一亮一灭

　　变二进制数据

　　光和无线电波一样，都属于电磁波，传播网络信号的基本原理是一致的。研究中，给普通的LED灯泡装上微芯片，可控制它每秒数百万次闪烁，亮了表示1,灭了代表0。由于频率太快，人眼根本觉察不到，光敏传感器却可以接收到这些变化。就这样，二进制的数据就被快速编码成灯光信号并进行了有效的传输。灯光下的电脑，通过一套特制的接收装置，读懂灯光里的“莫尔斯密码”。

　　Lifi技术

　　也有局限性

　　当然，作为一种尚在实验室的全新网络技术和产品，其未来潜力也不应被过分高估。“因为，从灯光通讯控制到芯片设计制造等一系列关键技术和产品，都是研究人员‘动手做’，要真正像WiFi那样走进千家万户，需要通过一系列的产业化发展，还有很长的路要走。”迟楠认为，Lifi技术本身也有其局限性，例如若灯光被阻挡，网络信号将被切断，等等。因此，它并不是WiFi的竞争对手，而是一种相互补充。未来，能否产生杀手锏式的应用，还依赖人们无限的想象力：汽车间依靠LED车灯来“对话”，飞机客舱里乘客利用头顶的LED阅读灯来上网……

　  中国复旦大学信息科学与工程学院成功研发了 LiFi 光传输技术，利用屋内可见光传输网络信号，上网速度最高可达到 150Mbps。现在，LiFi 技术的研发又有新进展，英国科学家将数据传输速度提高至每秒 10G 以上。

　　超平行可见光通讯项目组（一个由牛津大学、苏格兰大学、剑桥大学以及英国物理科学研究委员会科学家组成的科研小组）将 LED 灯的三种初始颜色的传输速率提升到每秒 3.5GBps，结合起来总速度可达到 10GBps 以上。

　　该调制过程称为正交频率区分多路复用，将数百万种光强变化转化为数据通讯中的 0 和 1，这些变化将由光敏传感器接收。然后，这些二进制的数据被快速编码成灯光信号并进行传输。

　　超平行可见光通讯项目组负责人 Professor Hass 研究 LED 灯光上网技术已经长达十年时间，现在已经能够使用灯光传输技术将高清视频传输至电脑。

　　使用光替代无线电频谱进行数据传输相较 WiFi 更便捷，而且也更安全，至少不会再被邻居偷网或者受邻居 WiFi 干扰。

       现如今习惯了无线上网，在家里装一个无线路由器，在外面餐馆、商场、车站、机场，公共场所一般都有WiFi信号覆盖，所以WIFI技术正在全面普及。但是您想过吗，在不远的将来，WIFI技术可能会被淘汰，您点亮灯泡，利用灯光就可以上网了。

一种利用灯光上网的新技术，也就是"lifi"，(光是light)，正在多个国家的实验室里这个技术正在紧锣密鼓的研究。近日，复旦大学就成功完成一项实验，在灯光下的网络下载速度达到3.7G/秒，这也创造了一项新的世界纪录。

在复旦大学的实验室里，研究人员将网络信号接入一盏1W的LED灯珠，灯光下的4台电脑就能上网了，实验中，最高单向传输速率达到3.7G每秒，创造了可见光无线通信领域的单向传输速度纪录。实验中的实时系统平均上网速率达到150M，堪称世界最快的“灯光上网”。

负责这一研究项目的复旦大学信息科学与工程学院教授迟楠告诉记者，光和无线电波一样，都属于电磁波的一种，传播网络信号的基本原理是一致的。未来，只要在任何的LED灯泡中增加一个微芯片，便可让灯泡变成无线网络发射器。如果这项技术能大规模应用，无疑将十分方便。

迟楠：整个国家也在制定LED市场化的战略，所以它的市场很大，如果我们能够把照明和通信兼容起来，这个是一个非常高效的一个手段，比如偏远的地区农村或者什么家里都有灯泡，不一定每个家里我都有条件给你拉一根网线过去，但是我有灯泡了我就上网了。

电信专家项立刚也一直关注这一领域的发展，在他看来，光的承载能力毫无疑问要比电波强大得多，开发灯光上网相当于开辟了一条传输数据的新通道。

项立刚：因为我们大家都知道频谱资源是一个非常有限的资源，事实上就有点像我们的可耕地是很少的，但是我们以后要把山地把海洋利用起来，其实光就是起到这样的作用，而且光的资源还是非常广阔的，从大的方向来说还是非常有前景的。

目前，日本、美国及一些欧洲国家都在积极研发灯光上网的技术，竞争十分激烈。今年初，迟楠曾发了一篇论文，当时的传输速度是1.2G每秒，创造了纪录，但很快，纪录在第二个月被人打破。迟楠表示，与WIFI相比，LIFI的好处有很多，所以各国都希望率先取得更多成果，在新的技术领域占得先机。比如，WIFI提高网速会导致电磁辐射增加，这或许会给人体健康带来隐患，但LIFI就不存在这个问题。

迟楠：可以LIFI没有辐射，它是属于一个自然光谱里头的可见的部分，所以人类照明都照了几千年了，不像有一些微波信号它已经非常强了，你根本看不见它。

迟楠向记者透露，这次试验还只是用了3个1W的灯珠，可以传3米远，如果使用更大功率的灯，网络信号会传的更广、更快，现在的技术就已经达到了10瓦的灯可以传15米，这意味着一个几百平方米的办公区域只需要在中央挂一个插入芯片的LED灯，就可以满足所有人的上网需求了。灯光上网技术经媒体报道后，不少网友显得兴奋异常，不过迟楠也给这项技术泼了一盆冷水，要想真正的量产应用，摆在她们面前的还有两个难题。首先是数据的双向传输，上网不仅要下载还要上传，灯光照射在电脑上容易，但电脑或者手机要安装多大的灯泡才能回传数据？

迟楠：总要有来有回，这才构成通信，我笔记本上安装一个大灯泡就觉得很不自然，所以你怎么解决从我这边再传到灯上的问题。

另一个难题就是芯片，这也是最核心的问题。在迟楠的实验室，她的设备有两个笔记本那么大，如何让它们变成手机一样的大小？这就需要研发芯片。但研发需要大笔的钱，在人们已经有了WIFI的前提下，究竟还会不会花大把的钱来研发LIFI所需的芯片呢？迟楠认为，这项技术的推广，也许还要依靠在某个领域率先应用，LIFI要想真正普及，还有很长的路要走。

迟楠：他可能最早的突破是一席特殊的行业应用领域，比如像欧洲它放在大飞机里面或者安全通信，这些领域里头可能会得到率先的应用。但是真正要普及到千家万户，可能还是有一段时间。