LED光學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)：只要燈亮著就能上網(wǎng)

2050年未來(lái)都市的關(guān)鍵詞：數(shù)字生活。這是依托互聯(lián)網(wǎng)和一系列數(shù)字科技技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)的一種生活方式，可以方便快捷地帶給人們更好的生活體驗(yàn)和工作便利。

哥倫布航海時(shí)代，世界突然變得很大；計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)問(wèn)世后世界又開始變小。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的日益普及，人類生活方式開始改變。地球人貌似一夜之間都變得“智慧”起來(lái)，甚至連物品都有了“思想”。

不僅如此，在2050年科技高速發(fā)展的未來(lái)，不論使用哪一種設(shè)備，都可以在任何時(shí)候、任何地方借助無(wú)線手段傳送數(shù)據(jù)。LED光學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的普及，推動(dòng)“物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展，整個(gè)世界輕易相聯(lián)……

如今，人們已習(xí)慣無(wú)線上網(wǎng)。沒(méi)了網(wǎng)線的束縛，我們更能享受網(wǎng)上沖浪的樂(lè)趣。然而，因?yàn)槲矬w的阻擋如墻壁等，房間里一些地方難免接收不到信號(hào)，或者信號(hào)極弱。于是，科學(xué)家們?cè)O(shè)想，何不讓燈光來(lái)發(fā)射信號(hào)？只要燈亮，就不愁沒(méi)網(wǎng)上。

這一看似天馬行空的想法如今已成現(xiàn)實(shí)。在上海世博會(huì)中國(guó)航空館里，中科院半導(dǎo)體研究所的科學(xué)家展示了這項(xiàng)最新最前衛(wèi)的成果：LED光學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)……

按光索網(wǎng)原理 光線作媒 “閃爍”出信號(hào)

LED 燈以極快的頻率不停開關(guān)，燈光在閃爍時(shí)發(fā)出脈沖，實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳送。這種高頻的閃爍是人眼無(wú)法察覺的，所以LED燈可以照明、發(fā)信號(hào)兩不誤。

在航空館的LED光學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)展示平臺(tái)上，一束光筆直的照到一臺(tái)筆記本電腦上，工作人員在燈光下自由的上網(wǎng)沖浪。這就是LED光學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)———以LED照明燈發(fā)出的光當(dāng)作網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳輸工具。

其原理是：LED燈以極快的頻率不停開關(guān)，燈光在閃爍時(shí)發(fā)出脈沖，實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳送。這種高頻的閃爍是人眼無(wú)法察覺的，所以LED燈可以照明、發(fā)信號(hào)兩不誤。

從上世紀(jì)70年代后期開始，就有研究人員研究室內(nèi)光通信。IBM蘇黎世實(shí)驗(yàn)室的工程師們?cè)诋?dāng)時(shí)建立了首個(gè)工作系統(tǒng)。在日常生活中，用光傳輸數(shù)據(jù)的例子也隨處可見。例如早些年手機(jī)上的紅外傳輸功能。

如今當(dāng)節(jié)能的 LED成為未來(lái)照明的趨勢(shì)時(shí)，科學(xué)家自然選擇其作為傳播信號(hào)的工具。而且LED的燈光是可見光，更方便人們“按光索網(wǎng)”。
 

按光索網(wǎng)性能：鏡子反射也能上網(wǎng)

當(dāng)漫反射的光使整個(gè)房間明亮起來(lái)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)也隨即充斥整個(gè)房間。更神奇的是，通過(guò)鏡子反射的光也一樣有信號(hào)！

傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積很大程度依賴于無(wú)線路由器的能力。無(wú)線路由器在使用時(shí)會(huì)發(fā)射一種射頻信號(hào)，即擁有一定發(fā)射頻率的電波。這種電波雖然沒(méi)有被證實(shí)對(duì)人體有害，但畢竟不是綠色環(huán)保的。相比之下，光傳輸信號(hào)最大優(yōu)勢(shì)就是沒(méi)有任何電磁波。

光學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)弱一方面是在于光強(qiáng)，一方面在于接收探測(cè)器的靈敏度。以目前我國(guó)的研究水平來(lái)看，完全可以做到漫反射接收———當(dāng)漫反射的光使整個(gè)房間明亮起來(lái)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)也隨即充斥整個(gè)房間。更神奇的是，通過(guò)鏡子反射的光也一樣有信號(hào)！

LED光學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行商和電腦設(shè)備沒(méi)有任何要求，只要是普通的外網(wǎng)就能夠接入?，F(xiàn)在市面上賣的LED燈只有照明作用，如要用于通訊就必須在LED上安裝一個(gè)小“儀器”，讓其實(shí)現(xiàn)高頻率閃爍。

在過(guò)去，一個(gè)區(qū)域要實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)全覆蓋，只能擺上很多個(gè)無(wú)線路由器。如今，科學(xué)家們能在小區(qū)電線接入的地方直接承載通訊信號(hào)，屆時(shí)不論是小區(qū)的路燈，還是每一家的照明燈，都能發(fā)送上網(wǎng)信號(hào)。

按光索網(wǎng)·優(yōu)勢(shì) 比光纖更快 飛機(jī)上照用

光學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)剛好針對(duì)“最后幾公尺”的問(wèn)題，也就是如何把寬帶數(shù)據(jù)流從信息骨干網(wǎng)終端傳送到室內(nèi)的無(wú)線設(shè)備上，其優(yōu)勢(shì)不言而喻。

LED的傳輸速度較快，信號(hào)更穩(wěn)定。LED材料的不同，會(huì)導(dǎo)致其調(diào)制能力和最大帶寬都不一樣。目前國(guó)際上認(rèn)為，LED光學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)理論上可以到達(dá)500Mbps的速率。

通信公司還有個(gè)“最后一公里”的說(shuō)法，指的是把寬帶服務(wù)從全國(guó)的高速數(shù)據(jù)通信骨干網(wǎng)接入終端用戶時(shí)遇到的困境：盡管這只是整個(gè)通信路徑中的最后一小段，但費(fèi)用之高卻令人咋舌?，F(xiàn)在進(jìn)小區(qū)的光纖寬帶是100M。其實(shí)光纖通信也還是光，只是它在特制的光纖里面?zhèn)鬏?，外界干擾小，所以速度快。但不同的小區(qū)需要建設(shè)不同的光纖網(wǎng)絡(luò)，通常需要非常長(zhǎng)的時(shí)間。

與此類似，光學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)剛好針對(duì)“最后幾公尺”的問(wèn)題，也就是如何把寬帶數(shù)據(jù)流從信息骨干網(wǎng)終端傳送到室內(nèi)的無(wú)線設(shè)備上，其優(yōu)勢(shì)不言而喻。

這種光學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)尤其適合在醫(yī)院和工廠使用，因?yàn)樵谶@些區(qū)域中，傳統(tǒng)的射頻傳輸會(huì)干擾導(dǎo)航設(shè)備、醫(yī)療器械或控制系統(tǒng)。

此外，LED光學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)讓人們?cè)陲w機(jī)上也能隨意的使用寬帶。飛機(jī)通過(guò)衛(wèi)星跟地面是實(shí)時(shí)保持聯(lián)通的，借此獲得上網(wǎng)信號(hào)。當(dāng)LED光把網(wǎng)絡(luò)信號(hào)“照”向每個(gè)乘客時(shí)，沒(méi)有了電磁波的干擾，飛機(jī)導(dǎo)航完全不受影響。

未來(lái)，應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)使得車與車之間也可利用前后車燈進(jìn)行通訊。但只是語(yǔ)音通訊，想上網(wǎng)還得借助路燈。

“LED光學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)”2050年可行性報(bào)告

光學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)很有商業(yè)價(jià)值，用起來(lái)很方便，但是真正實(shí)現(xiàn)起來(lái)也有難度，因?yàn)樗x擇了一條最復(fù)雜的信道———大氣來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。充滿不測(cè)風(fēng)云的天空一定會(huì)為無(wú)線光通信帶來(lái)很多變數(shù)，但室內(nèi)用肯定沒(méi)問(wèn)題。

光學(xué)無(wú)線通信的一系列特點(diǎn)：傳輸速度快，成本比鋪光纖低，建設(shè)速度快，不需要無(wú)線電頻率許可，也無(wú)須開挖管道的市政許可，便攜性強(qiáng)，便于維護(hù)，對(duì)周圍的環(huán)境也沒(méi)有影響。

但是，光學(xué)無(wú)線通信受到發(fā)射能量的限制，不可能傳送太遠(yuǎn)，可靠性也會(huì)受到很多外部因素影響。例如，敵人在光學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的鏈路上生一把火，用人造煙霧破壞了信息完整性。

然而，上述的弊端顯然并不能阻擋光學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。當(dāng)LED成為未來(lái)的必然趨勢(shì)，LED光學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)也成為了必然。