标签: li-fi

最新的Li-Fi样机（pureLiFi公司） 如果哈罗德·哈斯是正确的，不消几年我们就都能通过家里的电灯泡上网了。 哈斯是苏格兰爱丁堡大学移动通信专业的一名教授，数年来一直坚称数据可以通过LED灯泡传输。现在，他成功创建出了一个“Li-Fi”（译者注：Light Fidelity，可见光无线通信技术）系统的工作模型。 在最近的一次TED演讲中，哈斯展示了一种Li-Fi样机，它使用商店买来的LED灯泡将一段视频信号传输到太阳能电池，从而传输到电脑上。 “Li-Fi本质上与Wi-Fi相同，除了一个小小的差别——我们使用周围环境中的LED光线而非无线电波实现数据无线传输，”哈斯说。 传统的Wi-Fi利用无线电信号将数据传输到电话电脑等设备上。当前，全世界大概一半的网络传输量由Wi-Fi承担。由于上网人数不断增多以及“物联网”技术（普通物理对象实现互联互通，比如可远程控制的咖啡机以及智能汽车）的不断发展，预计这个百分比在接下来的几年里会继续上涨。包括哈斯在内的一些专家担心这将导致所谓的“频谱危机”，即Wi-Fi网络在大量需求压力下速度减慢。 “射频频谱并不能充分满足需要，”哈斯说。“它被频繁使用，已经拥挤不堪……我们去机场和旅馆时可以看到，在这些场所大家都想获得网络连接，导致网速非常慢。这一场景大概在12、15年前就已出现，我当时就想‘怎样能更好地进行无线数据传输呢？’” 利用可见光谱传输数据的理念并不新鲜。1880年，亚历山大·格雷厄姆·贝尔（Alexander Graham Bell，电话发明者）就曾使用太阳能的光线电话机将声音通过一束日光进行信号传递。在过去的几十年中，有许多科研人员就使用可见光传输数据进行过研究。 与前人不同的是，哈斯教授发现了普通LED灯泡传输数据的用途——Li-Fi的关键要素。在哈斯首次开始寻找可替代的无线网络时，正值LED灯泡因其较传统的白炽灯泡节省能源的优势在家庭中普及。LED灯泡由传动器控制，它能使灯泡迅速变暗或快速开启关闭。受此启发，哈斯考虑到，在光的这种微妙到人眼察觉不到的明暗变化里可以进行数据的编码。 于是哈斯带着学生们开始利用宜家家居（IKEA，瑞典公司）生产的电灯做实验，用LED灯泡换掉原装的白炽灯泡。最后，他们用电灯和太阳能电池板制造出了一种可工作的发射机和接收机系统。他们的研究在爱丁堡大学的一栋建筑里完成，而这栋建筑恰恰是以出生在苏格兰的亚历山大·格雷厄姆·贝尔命名。 Li-Fi旨在要比Wi-Fi速度更快。在最近的实验中，实验人员已经可以使Li-Fi传输速度达每秒224千兆比特。以此速度，仅用一秒就可以下载将近20部标准长度的电影。根据哈斯的研究，由于Li-Fi信号都包含在一个小区域内，而不像无线电信号那样分散，Li-Fi的数据密度可以达到Wi-Fi的一千倍。 除了比Wi-Fi速度快，Li-Fi将更加安全，哈斯说道。Wi-Fi信号可以穿过墙壁（让你的邻居可以蹭网），而家庭的Li-Fi信号拉上窗帘就可以封闭于室内。这种上网方式并不意味必须要一直开着灯，哈斯说——灯泡可以暗到这样一个程度，虽然看起来是关着的，但仍可以传输数据。 现在，哈斯的pureLiFi公司已经开始为一家有限公司客户大规模生产Li-Fi路由器。他们希望在接下来的几年内能扩大Li-Fi路由器的市场。Li-Fi在未来大概两年的时间里可以投入商用和工业使用。那之后，进入普通家庭的那一天就不远了。这种方法可以使电热水壶、烤箱等任意一种装置通过LED照明灯便捷地连接网络，最终加速物联网时代的到来。哈斯也把Li-Fi技术看做使边远地区连接网络的一种手段，譬如使用山顶的发射机和房顶的太阳能电池板上网。LED路灯甚至可以用来构建室外的Li-Fi网络，使人们在外出时保持连网状态成为可能。 Li-Fi的传输速度到底能达到多快尚不清楚。“Li-Fi技术有许多优点，但还须攻克一些难题才能在生活中普遍应用，” 印度加尔各答圣沙维尔学院（St. Xavier's College）的研究人员写道，其中就包括因雾或其他情况光线被遮挡时Li-Fi信号会减弱。尽管如此，报告还指出Li-Fi工业到2018年预计将价值六十亿美元。 并非只有哈斯和他的团队在研究Li-Fi技术。中国的研究员也已经开发了一种基本的Li-Fi样机，实现用一个LED灯泡为几台电脑提供网络。德国的一个研究机构弗劳恩霍夫研究院（Fraunhofer Institute）也已经在致力于Li-Fi热点的样机研究。美国国家航空航天局（NASA）最近宣布了关于Li-Fi在太空旅行中潜在用途的研究计划。 “白炽灯泡传送光明，”哈斯说。“20年后，LED灯泡将实现数百种应用软件的使用。” 来源：YEEYAN，译者：风华ab，原作者：Emily Matchar 

日前，一条消息在各大电视、网络媒体轰轰烈烈流转。“我国可见光通信研究取得重大突破； 0.2秒即可下载一部高清电影；年产值或超万亿。”对于新技术的突破，麦迪总有着浓厚的兴趣关注，但请等等，可见光通信技术（还一个高大上的名词LiFi），似乎并不是什么新词汇，早几年就传出过这个技术，而对于这次的重大突破究竟是不是实质性突破？麦迪也发现不少网友并不这么认为。更有很多网友为此担心“雾霾遮挡可见光”、“白天上网是否要开灯”“手机是否要加灯泡”等等专业问题。 可见光通信，顾名思义就是通过调制解调光来无线传输信号。据相关报道介绍，其主要是利用半导体照明(LED灯)的光线实现“有光照就能上网”的新型高速数据传输技术。可见光通信技术绿色低碳、可实现近乎零耗能通信，还可有效避免无线电通信电磁信号泄露等弱点，快速构建抗干扰、抗截获的安全信息空间。 　　在众多媒体报道中，均引用我国信息领域著名专家、中国工程院院士邬江兴介绍：目前，全球大约拥有440亿盏灯具构成的照明网络，数百亿的LED照明设备与其它设备 融合将构筑一个巨大的可见光通信网。可以设想，未来实现大规模可见光通信后，每盏灯都可以当做一个高速网络热点，人们等车的时候在路灯下就可下载几部电 影，在飞机、高铁上也可借助LED光源无线高速上网，满足室内网、物联网、车联网、工业4.0、安全支付、智慧城市、国防通信、武器装备、电磁敏感区域等 网络末端无线通信需求，为互联网＋提供一种崭新的廉价接入方法。 　　同时邬江兴也预测，在未来数十年内，信息的传输量将超出现有无线电频谱的承载能力，可见光通信技术可有效突破无线电频谱资源严重匮乏的困局，是具有广阔应用前景的下一代无线通信技术之一，可形成万亿级年产值的战略性新兴产业。 突破主要围绕下载速率，但通信商用需要解决更多 好了，看完专家对未来令人激动人心的预测，再来看看对这次实质性突破的描述，据媒体报道介绍，这次技术突破是经工业和信息化部测试认证，我国“可见光通信系统关键技术研究”近日获得重大突破，实时通信速率提高至50Gbps(比特每秒)，相当于0.2秒即可完成一部高清电影的下载。 看出来了，突破主要在下载速率提高。除此之外，其它方面似乎没有很好的解释，难怪会引来网友拍砖。 据介绍高速传输一直是可见光通信领域研究的焦点课题之一，解放军信息工程大学于宏毅研发团队采用光学和电学相协同的处理方法，突破了可见光空间通道互干扰高效抑制等关键技术，进入集成化、微型化设计与实现阶段。这所大学是国内较早从事可见光通信技术研发的科研单位，2013年牵头承担了我国首个可 见光863计划项目，并组建了“中国可见光通信产业技术联盟”。经过3年多的科技攻关，先后研发成功“可见光点播电视业务”“可见光新型无线广播”“可见 光精确定位”等应用示范系统。 可见光通信究竟行不行？网友拍砖 这个技术究竟行不行，没有切实看到演示Demo，麦迪不敢轻易发表意见，但网友的拍砖还是相当犀利的，主要可分成以下几方面： 干扰问题：有网友就对干扰问题发表专业观点，环境光源有时候会工作在同样的光谱频段，这时候如果环境光源比较强，很有可能LiFi会无法正常通信，主要原因是因为此时信/噪比(SINR)太差。可见光通讯到处都是干扰，强光、光污染是否会成为可见光通信的一大干扰？如汽车的大灯, 广告牌, 乃至闪电等等。 传输范围问题：也有网友表示光属于高频电磁波，频率越高衰减越快。目前的WiFi一般工作在2.4G和5G下，一般也就30m~100m。可以想象光通信，一般也就可以在一间房间里传播。传输范围一定受限，比如仅限于站在路灯底下？ 调制解调与上传问题：更有像知乎网友‘狂男风’这样的专业网友，对高频调制解调及商用表示质疑：这样的高频调制解调器成品生产出来成本应该不会低。所有报道和技术资料，几乎都在谈论下载速率的问题，即如何调制并传输照明灯光源的信号，以及如何增加终端接收器在环境光下对漫反射信号的敏感程度。但是很少见到说如何实现上行回传，难道每台手机和电脑都要安装一个（常亮的）灯泡？ 除此之外也有网友质疑，同类技术竞争问题、标准化问题，毕竟WiFi等无线技术已经很成熟的今天，我们是否需要换一种技术来参与竞争？希望相关专家有机会能出来为大家释疑，免得大家担心“雾霾遮挡可见光”、“白天上网是否要开灯”“手机是否要加灯泡”等专业问题。（麦迪）  

The phenomenal proliferation of wireless devices (Wi-Fi, IoT, handheld products) has forced engineers who don't have much RF background to become somewhat RF-knowledgeable and meet performance standards. Fortunately, in many cases, the required tests are well-defined, the needed equipment and test suites are available, and there's often a specialist with experience on the team or one within reach.   Optical test, however, is a foreign area to most electronic engineers, and with good reason. Unless they are designing the display itself or the light-source drivers, most EE's usually don't need to know much about optical issues. Many of the issues are fairly basic, such as LED brightness and color. In contrast, advanced optical specialists are viewed somewhat the way RF engineers were perceived twenty or thirty years ago: a small, esoteric subculture involved with hard-to-grasp rituals and mystical idiosyncrasies. In-depth optical test is very different world, with parameters such as optical power, photon counting, strange spectrum issues, dispersion, radiance, efficiency, efficacy, and many others which are either alien to the RF world or have different meanings and measurements (even though both are based on Maxwell's equations, of course).   Soon, though, there may be a need for more optical expertise, just as RF went from being niche to mainstream. There is a proposal for a Wi-Fi-like equivalent—often called Li-Fi—for short-range mobile use in an office, meeting room, large hall, or retail store, but based on free-space (non-fiber) optical links; see Li-Fi Gets Ready to Compete With Wi-Fi , Retailers Test Visible Light Communications and A Bright Idea: Using Light to Transmit Data for some perspective .   The idea is to take advantage of the installation of LED-based lighting, by modulating the LEDs at roughly 100-Mb/sec data rates (obviously well beyond what the eye can perceive) so the LED serves two roles: area illumination and data transmitter. The marketing pitch from pureLiFi, a major innovator and proponent of the technology, is simple: "wireless data from every light bulb." A Li-Fi system uses optical links rather than RF for wireless connectivity, but is not limited to fixed, point-to-point use (image from pureLiFi).   Will VLC (visible light communications) be a success? I'll give my usual answers: a) I certainly don’t know, nor does anyone else, and b) it depends on the situation. It may not become widespread, but it may well be a good solution in well-defined cases, such as offices, meeting halls, or classrooms where RF links are being bogged down by too much traffic. Also, the mostly line-of-sight performance of optical inks (reflections from walls do work, to a lesser extent than a direct link) is both a limitation and a virtue, if you are concerned about sniffing and security, as is their inherent RFI immunity.   Implementing an optical link that supports mobile PCs and smartphones, and is also as easy to use as Wi-Fi has become, will take lots of work beyond the just deploying the optical emitters and receivers. Even if the LED-based lamps that provide the major nodes are simply screw-in replacements for illumination-only bulbs (as some proponents presume they can be), there's the issue of creating the backhaul network to link all these dual-purpose bulbs into a high-speed system. Providing that part of the total system may be as big a challenge as establishing the optical link between the user and the in-ceiling lamp itself. If Li-Fi does get some traction, even in niche situations, both designers of these systems and especially those who install them will have to learn about the realities of sophisticated high-speed, free-space optical test and measurement. There's a whole new world of instrumentation, test set-ups, and criteria, all very different from RF or even constrained optical-fiber situations. Do you think that Li-Fi optical links have a future? Are engineers ready for the optical test and measurement challenges?

近期网上报道：点一盏LED灯就能实现高速上网。最近，复旦大学信息科学与工程学院传出的这则好消息，迅速引发广泛关注。该院迟楠教授领衔的课题组，将网络信号接入一盏1W的LED灯珠，灯光下的4台电脑即可上网，最高速率可达3.7G，平均上网速率达到150M，创造了“灯光上网”速度的世界纪录。下个月，10台样机将亮相2013年上海工博会。   是炒作，还是真的？到底有无前景？为什么会引起网友共鸣？在此发表自己的看法。   首先搞清楚光什么，一般是指可见光。什么是光？光是电磁波，应该说是电磁波的一部分，能被人类眼睛直接识别的电磁波部分，电磁波在380-760nm的波长段，人眼可以识别，因此被独立命名为可见的光，或光线。在这个波段内不同的波长有不同的感觉，被人类语言描述为：红橙黄绿青蓝紫。   动物眼睛识别波长不完全一样，比如：牛、狗夜间也能看清物体。他们都是色盲，因为红橙黄绿青蓝紫是人类描述的语言。   光速是，30万公里/秒，那电的速度呢？也是30万公里/秒，因此光电在物理上是一样的。光速=电磁波=电（本身就是一个东西）。光通常用波长在描述，电磁波用频率在描述，这是给我们造成光与电磁波没有直接关系的原因。所以光能上网大众很好奇，值得研究，能立项。能理解光的本质后，你还会好奇吗？   光电速度相对恒定，光速=波长×频率。代入公式计算出光线的电磁波频率分别是： 颜色  频率(THz)    波长(nm)  红  384-482       622-780  橘  482-503       597-622  黄  503-520       577-597  绿  520-610       492-577  蓝  610-659       455-492  紫  659-769       390-455 波长和频率成反比。波长越短，对应的频率也越高。对应光线频率段在THz，越高频率段传输距离越近，要得到长距离势必要加大发射功率，这是一般不选择光波作为无线点传输的原因。波长越长，频率越低，穿透性越好。   收音机波段： 中波收音机：525-1600KHz ，300公里，基本可以完整覆盖一个省。 短波是指频率：3～30MHz，100-1000公里 调频波段：88-108MHz 几十上百公里，大约一个城市范围。   手机波段： 2G、3G频率段：900/1800/1900MHz 频段； 4G频率段还没有正式敲定，频率肯定越来越高，覆盖范围只有几百米。未来可能每公里都要有一个基站。   初步了解了‘光’的本质后，再来看用于数据发射并不奇怪。为研究课题还可以，要是这个项目花了大笔纳税人的钱，那就不应该。和现有的产品相比，本质上就是选择的频率点不同而已。   原来为什么不用光波段，用光波段传输意义有多大，需要深入考虑。 白天也需要将灯点亮吗？每个灯具上都安装上发射装置成本会怎样? 晚上睡觉我也想下载数据怎办？我看灯具上网只有很小的细分市场，娱乐而已。   下接： LED灯无线接入上网有必要否？（2）