LiFi:点盏灯能上网

一项基于光源的无线传输技术lifi正在试图改变世界。

近日，从复旦大学信息科学与工程学院的实验室里传来了LiFi技术成功应用的消息，科研人员将网络信号接入一盏1W的LED灯泡内，灯光所及之处，4台电脑立即可以正常上网，单向速度最快高达3.7G/s，速度完胜10M/s左右的4G网络。

一夜之间，“灯光上网”成为社会热点，更有人士大胆预言：LiFi将是WiFi的终结者。对此，有专家提出异议，认为LiFi与WiFi之间并非对立，而是互补。LiFi若想实现如WiFi般流畅上网并实现商业化推广，还有很长一段路要走。

英国爱丁堡大学教授哈罗德·哈斯和他的团队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信，人们常把它称为“LiFi”。

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。

研究者通过微芯片控制LED灯泡的明灭变化，将二进制数据编码成光信号：灯亮表示1，灯灭表示0。这些信息能被接收器捕获并解调出来，而人眼却不会察觉到LED灯的变化——因为它们闪烁得实在太快了。研究者将网络信号接入一盏功率为1W的LED灯，与接收器相连的4台电脑就能够上网。

“有灯光的地方，就有网络信号。关掉灯，网络全无。”课题研究人员迟楠表示，与现有WiFi相比，未来的可见光通信安全又经济。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。光谱比无线电频谱大1万倍，意味着更大的带宽和更快的速度。

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，比如全球数百万个基站帮助手机增强信号，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。

技术革新的速度之快超出人们的想象。

此前，哈斯教授和他的团队专门成立了一家名为PureVLC的公司。据了解，这家新成立的公司已经卖出了第一台产品——一套专门为医疗机构开发的LiFi设备，价值5000欧元。

通过改进智能手机上的LED（如摄像头、闪光灯等），可以解决数据上传的问题——这种思路是能够将LiFi迅速推向大众消费市场的最快方式。目前，PureVLC公司已经开发出了一款智能手机应用，该应用成功地让iPhone实现了低速率的数据传输。

在2012年的消费电子展览会上，卡西欧也了两部通过可见光进行数据传输的智能手机。此外，三星、西门子同样在暗自发力。据了解，三星从2010年就开始研究以LED灯为光源的LED平面显示器试验可见光通信技术。西门子也曾经在2010年实现了通过白色LED可见光搭建最高速度为500M/s的通信网络。

为了在产业链上抢占先机，卡西欧、三星、松下、夏普和东芝等企业还一起成立了可见光通信联盟，共同致力于可见光通信的研究。

“今天我们用WiFi，明天我们用LiFi。”在一张图解中，美国研究者提出了对这项技术的美好设想：在一盏盏灯光底下，人们就可以享受到高速上网。

对此，暨南大学教授陈长缨并不乐观。他认为，可见光通信技术可以实现信息的高速下载，但说到“上网”还言之过早，“白光LED通信上网最大的技术问题是难以建立反向信道。”

上网是要实现数据的下行和上行，既要下载信息，也要能上传信息。但是，难道还要在电脑和手机上再装一个LED灯往回照吗？

目前，复旦大学课题组一共做出了10台样机可以实现数据上传，从已展示的样机上看，确实是“再装一个LED灯往回照”。“我们归纳了3种数据上传的方案，一种是双向可见光通信，这要求笔记本有LED灯。其次是下行可见光，上行红外。还有就是半光模式，下行可见光，上行采用无线的方式。”迟楠介绍。

但陈长缨认为，各种数据上传方案无疑增加了这套系统的复杂程度。

哈斯也认为，LiFi不是WiFi的竞争对手，它们是相辅相成的技术，可以实现一些无线电波传输所不能实现的功能。

“只要是有灯光的地方，就有传输资料的潜在方式。”哈斯举例来说明这项技术的无限前景：在海底，无线电通信会受到阻隔，但光线会畅通无阻。潜入海底的遥控车，用光来照亮海底的空间，这个光源就可以用来传输资料，使得在海底的装置之间实现彼此通信。

目前不能在石化工厂里使用无线电频率，它可能使天线产生火花，但使用光进行通信是安全的。在医院里，可用于新型医疗设备，不用担心设备间的无线电干扰。在飞机上，也可以通过机舱里的灯光下载影片观看。

陈长缨认为：“相比上网 ，我觉得更恰当的用途是下载 ，每秒数MB的信息通过普通的电线就可以传输。”

他介绍说，这项技术可以用在智能交通系统上。新款的汽车都装有LED头灯、尾灯，汽车可借此交换信息，防止意外发生。LED交通信号灯也可以与汽车通信，进行交通管制。当前面的车突然刹车时，后面的车收到刹车灯信息就会立即自动减速刹车。

陈长缨指出，可见光通信与无线、红外等其他通信方式相比，唯一不可替代的优点是，它的通信区域可通过人眼直观地确定，从而加以划分和控制，每一盏灯光底下就是它独有的通信区域。此外，可见光通信只要拉上遮光窗帘，外界就接收不到灯光里的信息，保密性胜过无线通信，因此可以承担军事、国家安全等方面的特殊用途。“LED灯光通信在技术上早已实现，如何应用才是需要全民贡献智慧的地方。”陈长缨说。（本刊综合）