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亮燈就能上網(wǎng)，可見(jiàn)光通信用起來(lái)，這不是科幻電影，而是我們可以看見(jiàn)的未來(lái)。
近日，記者從南京郵電大學(xué)可見(jiàn)光通信實(shí)驗(yàn)室獲悉，炙手可熱的可見(jiàn)光通信技術(shù)研究有了重大突破，實(shí)驗(yàn)室研究人員研制出一款“可見(jiàn)光通信芯片”，未來(lái)還可以打造出一條“可見(jiàn)光通信光纖”，在5G時(shí)代占領(lǐng)一席之地。
光的妙用
1瓦小小燈泡“拖”4臺(tái)電腦上網(wǎng)
可見(jiàn)光無(wú)線通信被稱為lifi，是我們所熟知的wifi的近親，以光的形式利用LED光線來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
2013年10月，復(fù)旦大學(xué)公布了一項(xiàng)可見(jiàn)光無(wú)線通信的成果。復(fù)旦大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授薛向陽(yáng)表示，國(guó)內(nèi)LED光源正在大規(guī)模取代傳統(tǒng)白熾燈。只要在任何不起眼的LED燈泡中增加一個(gè)微芯片，便可變成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器。研究人員將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接入一盞1瓦的LED燈珠，燈光下的4臺(tái)電腦即可上網(wǎng)，最高速率可達(dá)3.25G，平均上網(wǎng)速率達(dá)到150M，堪稱世界最快的“燈光上網(wǎng)”。
據(jù)外媒報(bào)道，lifi之所以被看好，是因?yàn)榈厍蛏系臄?shù)據(jù)容量已經(jīng)快被占用光了，電波通信帶寬愈加擁擠，可用波譜截估計(jì)到2020年將會(huì)消耗殆盡。如今，lifi科技能夠解決這些問(wèn)題。
·與電波信號(hào)相比，LiFi的數(shù)據(jù)傳輸速度更快。
·可見(jiàn)光的光譜約比電波波譜寬10000倍，也就是說(shuō)，我們的數(shù)據(jù)容量會(huì)得到拓寬。
·目前可見(jiàn)光譜不需申請(qǐng)?jiān)S可，也就是說(shuō)，利用lifi系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)更便宜，并且大量數(shù)據(jù)能夠以零成本傳輸。
·與現(xiàn)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相比，lifi更節(jié)能。lifi系統(tǒng)可以利用光電二極管完成吸收能量及接收數(shù)據(jù)信號(hào)的雙重任務(wù)，這使得lifi系統(tǒng)幾乎不耗能。
這是你能想象的
一束LED燈光，就能打開(kāi)一扇門(mén)
相對(duì)于單純的用可見(jiàn)光無(wú)線通信技術(shù)上網(wǎng)，南京郵電大學(xué)可見(jiàn)光通信實(shí)驗(yàn)室里，有不少“超炫”的可見(jiàn)光通信技術(shù)的運(yùn)用。
碩士研究生郭燕青一手拿著手機(jī)，對(duì)著一把門(mén)鎖，輕敲手機(jī)屏幕，門(mén)鎖打開(kāi)了。其中的秘密，就在手機(jī)頂端的一盞縮小版LED燈上。這束LED光就是打開(kāi)這扇門(mén)的“密碼”。門(mén)鎖旁邊的一小塊電子屏幕，便是能聽(tīng)懂且辨認(rèn)密碼的“守護(hù)者”。
“這塊電子屏內(nèi)有個(gè)信號(hào)接收端，能接收并識(shí)別LED燈的信號(hào)�！惫嗲嘟忉屨f(shuō)，“可見(jiàn)光門(mén)鎖”最大優(yōu)勢(shì)是安全，密碼是光信息，不會(huì)被第三方竊取。記者了解到，這款可見(jiàn)光門(mén)鎖成本約在100元左右，“如果以后批量生產(chǎn)也將大大降低成本。”
沒(méi)wifi？打開(kāi)LED燈照樣上網(wǎng)
沒(méi)網(wǎng)絡(luò)、沒(méi)U盤(pán)、不用藍(lán)牙，兩臺(tái)沒(méi)“一絲關(guān)聯(lián)”的電腦也能傳輸文件。
記者看到，實(shí)驗(yàn)室桌上擺放兩臺(tái)筆記本電腦，兩臺(tái)電腦間有兩塊長(zhǎng)方體燈板“相隔對(duì)望”，隔開(kāi)約1米左右，兩塊燈板上各有一盞LED燈和一個(gè)透明的球狀體。
“兩個(gè)球狀體一個(gè)是信號(hào)發(fā)射端，一個(gè)是信號(hào)接收端�！睂�(shí)驗(yàn)室主任王永進(jìn)教授解釋說(shuō)，當(dāng)兩盞燈點(diǎn)亮?xí)r，發(fā)射端的信號(hào)通過(guò)燈光傳送到另一臺(tái)電腦。記者看到，文件、圖片在瞬間傳遞完畢。
王永進(jìn)解釋說(shuō)，讓原本用于照明的LED燈“變聰明”的是一種智能芯片。“在LED燈中存入智能芯片后，接收端能讀懂發(fā)送端的信號(hào)，并準(zhǔn)確無(wú)誤地傳送給電腦�！比绻麑⑵渲幸慌_(tái)筆記本聯(lián)入有線網(wǎng)絡(luò)，另一臺(tái)筆記本也能共享網(wǎng)絡(luò)。
在體驗(yàn)中，記者無(wú)意中把一塊電板碰歪了，令原本“面對(duì)面”的兩盞燈錯(cuò)開(kāi)來(lái)，傳輸瞬間停止了。將電板復(fù)位，網(wǎng)絡(luò)也隨之恢復(fù)�！盁艄馐侵本�傳播的，LED燈傳播的信號(hào)自然不會(huì)拐彎，接收端偏離了燈光輻射的范圍，信號(hào)就會(huì)中斷�！�
王永進(jìn)教授解釋說(shuō)，wifi信號(hào)散向四面八方，在任何一個(gè)房間都有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，但LED燈光信號(hào)只能傳輸?shù)綗艄饽芨采w到的地方�！叭绻覀儼阎悄苄酒踩胧覂�(nèi)LED頂燈中，能實(shí)現(xiàn)室內(nèi)無(wú)線網(wǎng)全覆蓋。用LED燈上網(wǎng)平均速率可達(dá)每秒3兆，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中傳輸速率是比較高的。”
手機(jī)電筒能開(kāi)音響，控制各種電器
王永進(jìn)還向記者展示了另一項(xiàng)試驗(yàn)：用LED燈控制音響。打開(kāi)智能手電筒，燈光對(duì)準(zhǔn)音響的一個(gè)亮光點(diǎn)，音響聽(tīng)話地播放起歌曲，用手遮擋住燈光，音響立刻“停工”了。王永進(jìn)解釋說(shuō)，這是在手電筒上加一個(gè)“調(diào)制電路”，一頭連接到手機(jī)上，就可以把手機(jī)上的音樂(lè)傳遞到音響上。
“可見(jiàn)光通信技術(shù)已能根據(jù)不同需求進(jìn)行定制服務(wù)。”王永進(jìn)介紹說(shuō)，通過(guò)燈可以控制家庭中所有終端設(shè)備，“這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，很快有望走進(jìn)普通家庭�！�
除了家庭中，可見(jiàn)光通信還可廣泛用于高科技領(lǐng)域。人類在飛機(jī)、高鐵上就能可借助LED光源無(wú)線高速上網(wǎng)。實(shí)驗(yàn)人員還向記者展示了一款“藍(lán)光海底通信系統(tǒng)”。碩士研究生李青林介紹說(shuō)，在海底，一般的信號(hào)會(huì)非常弱，換成“藍(lán)光”威力大不一樣，能探索海底未知領(lǐng)域，把神秘海底的影像清晰地傳送回來(lái)。
沒(méi)燈？造塊自帶發(fā)光功能的芯片
在沒(méi)有LED燈的地方，可見(jiàn)光通信沒(méi)了用武之地了嗎？更高大上的技術(shù)還在后頭！
王永進(jìn)教授表示，世界上首塊“單片集成的光源波導(dǎo)探測(cè)器”不久前在實(shí)驗(yàn)室誕生了，這是可見(jiàn)光通信領(lǐng)域研究的重大突破。
記者在實(shí)驗(yàn)室的保溫箱里見(jiàn)到了這款探測(cè)器，表面看去和普通芯片沒(méi)什么區(qū)別，最小的一片和大拇指蓋一般大。王永進(jìn)教授解釋說(shuō)，芯片上包括了LED燈源、波導(dǎo)、探測(cè)器。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是把一整套可見(jiàn)光通信設(shè)備縮小到一塊小芯片上，所有信息的傳輸在這塊芯片上完成。在放大鏡下，記者看到芯片上隱約閃著有光點(diǎn)，“這些芯片在納米臺(tái)上制作出來(lái)的。探測(cè)器只有幾百微米大小�！�
王永進(jìn)解釋說(shuō)，未來(lái)我們可以鋪設(shè)可見(jiàn)光通信光纖，“可見(jiàn)光通信網(wǎng)絡(luò)有望將和3G、4G網(wǎng)一樣，成為一種網(wǎng)絡(luò)制式，在5G時(shí)代為高速無(wú)線上網(wǎng)提供一種方式�！痹诟h(yuǎn)的未來(lái)，“光電電子芯片集成的話，我們可以研制出高密度集成的光子計(jì)算芯片，包括我們的電腦的移動(dòng)控制終端都可以在光電集成，未來(lái)純粹的光子芯片來(lái)取代，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度都會(huì)大幅度提升。”
