你意想不到的可見光通信 沒wifi沒燈照樣可以上網(wǎng)

    亮燈就能上網(wǎng)，可見光通信用起來，這不是科幻電影，而是我們可以看見的未來。

    近日，記者從南京郵電大學(xué)可見光通信實(shí)驗(yàn)室獲悉，炙手可熱的可見光通信技術(shù)研究有了重大突破，實(shí)驗(yàn)室研究人員研制出一款“可見光通信芯片”，未來還可以打造出一條“可見光通信光纖”，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)

    可見光無線通信被稱為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)可見光無線通信的成果。復(fù)旦大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授薛向陽表示，國內(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，便可變成無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器。研究人員將網(wǎng)絡(luò)信號接入一盞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題。

    ·與電波信號相比，LiFi的數(shù)據(jù)傳輸速度更快。

    ·可見光的光譜約比電波波譜寬10000倍，也就是說，我們的數(shù)據(jù)容量會(huì)得到拓寬。

    ·目前可見光譜不需申請?jiān)S可，也就是說，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，就能打開一扇門

    相對于單純的用可見光無線通信技術(shù)上網(wǎng)，南京郵電大學(xué)可見光通信實(shí)驗(yàn)室里，有不少“超炫”的可見光通信技術(shù)的運(yùn)用。

    碩士研究生郭燕青一手拿著手機(jī)，對著一把門鎖，輕敲手機(jī)屏幕，門鎖打開了。其中的秘密，就在手機(jī)頂端的一盞縮小版LED燈上。這束LED光就是打開這扇門的“密碼”。門鎖旁邊的一小塊電子屏幕，便是能聽懂且辨認(rèn)密碼的“守護(hù)者”。

    “這塊電子屏內(nèi)有個(gè)信號接收端，能接收并識別LED燈的信號�！惫�燕青解釋說，“可見光門鎖”最大優(yōu)勢是安全，密碼是光信息，不會(huì)被第三方竊取。記者了解到，這款可見光門鎖成本約在100元左右，“如果以后批量生產(chǎn)也將大大降低成本�！�

    沒wifi？打開LED燈照樣上網(wǎng)

    沒網(wǎng)絡(luò)、沒U盤、不用藍(lán)牙，兩臺(tái)沒“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)電腦間有兩塊長方體燈板“相隔對望”，隔開約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)是信號發(fā)射端，一個(gè)是信號接收端�！睂�(shí)驗(yàn)室主任王永進(jìn)教授解釋說，當(dāng)兩盞燈點(diǎn)亮?xí)r，發(fā)射端的信號通過燈光傳送到另一臺(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，讓原本用于照明的LED燈“變聰明”的是一種智能芯片�！霸贚ED燈中存入智能芯片后，接收端能讀懂發(fā)送端的信號，并準(zhǔn)確無誤地傳送給電腦�！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，記者無意中把一塊電板碰歪了，令原本“面對面”的兩盞燈錯(cuò)開來，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燈傳播的信號自然不會(huì)拐彎，接收端偏離了燈光輻射的范圍，信號就會(huì)中斷�！�

    王永進(jìn)教授解釋說，wifi信號散向四面八方，在任何一個(gè)房間都有網(wǎng)絡(luò)信號，但LED燈光信號只能傳輸?shù)綗艄饽芨采w到的地方�！叭绻�我們把智能芯片植入室內(nèi)LED頂燈中，能實(shí)現(xiàn)室內(nèi)無線網(wǎng)全覆蓋。用LED燈上網(wǎng)平均速率可達(dá)每秒3兆，在無線網(wǎng)絡(luò)中傳輸速率是比較高的。”

    手機(jī)電筒能開音響，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。打開智能手電筒，燈光對準(zhǔn)音響的一個(gè)亮光點(diǎn)，音響聽話地播放起歌曲，用手遮擋住燈光，音響立刻“停工”了。王永進(jìn)解釋說，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)上的音樂傳遞到音響上。

    “可見光通信技術(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，通過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，在海底，一般的信號會(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。

    沒燈？造塊自帶發(fā)光功能的芯片

    在沒有LED燈的地方，可見光通信沒了用武之地了嗎？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)探測器”不久前在實(shí)驗(yàn)室誕生了，這是可見光通信領(lǐng)域研究的重大突破。

    記者在實(shí)驗(yàn)室的保溫箱里見到了這款探測器，表面看去和普通芯片沒什么區(qū)別，最小的一片和大拇指蓋一般大。王永進(jìn)教授解釋說，芯片上包括了LED燈源、波導(dǎo)、探測器。

    簡單來說，就是把一整套可見光通信設(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)上制作出來的。探測器只有幾百微米大小�！�

    王永進(jìn)解釋說，未來我們可以鋪設(shè)可見光通信光纖，“可見光通信網(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)代為高速無線上網(wǎng)提供一種方式�！痹诟�遠(yuǎn)的未來，“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，未來純粹的光子芯片來取代，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度都會(huì)大幅度提升�！�