LiFi：引LED照明誤入歧途？

　　點(diǎn)亮一盞燈，電子設備就能連接入互聯(lián)網(wǎng)，你相信嗎?這樣的技術(shù)不是天方夜譚，近日，復旦大學(xué)計算機科學(xué)技術(shù)學(xué)院實(shí)現了利用屋內可見(jiàn)光傳輸網(wǎng)絡(luò )信號的國際前沿通訊技術(shù)。在實(shí)驗室內，研究人員將網(wǎng)絡(luò )信號接入一盞1W的LED燈珠，燈光下的4臺電腦即可上網(wǎng)，最高速率可達3.25G，平均上網(wǎng)速率達到150M。

　　究竟什么是Li-Fi?Li-Fi(LightFidelity)是一種全新的無(wú)線(xiàn)數據傳輸技術(shù)，屬于可見(jiàn)光通訊(VisibleLightCommunications，縮寫(xiě)為VLC)的范疇。光和無(wú)線(xiàn)電波一樣，都屬于電磁波的一種，傳播網(wǎng)絡(luò )信號的基本原理是一致的。研究者給普通的LED燈泡裝上微芯片，通過(guò)微芯片控制LED燈泡的明滅變化，同時(shí)將二進(jìn)制數據編碼成光信號：燈亮表示1，燈滅表示0。由于頻率太快，人眼根本覺(jué)察不到，光敏傳感器卻可以接收到這些變化并解調出來(lái)。就這樣，二進(jìn)制的數據就被快速編碼成燈光信號并進(jìn)行了有效的傳輸。LED作為半導體器件，這種高速的亮滅即開(kāi)關(guān)的通斷能力是它的特性，而白熾燈因為在亮滅的變化過(guò)程中非常容易被損壞，且亮滅變化動(dòng)作太慢，因而不具備這種通信功能。

　　作為無(wú)線(xiàn)數據傳輸的最主要技術(shù)，WiFi利用了射頻信號。然而，無(wú)線(xiàn)電波在整個(gè)電磁頻譜中僅占很小的一部分。而隨著(zhù)用戶(hù)對無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)需求的增長(cháng)，可用的射頻頻譜正越來(lái)越少。由于可見(jiàn)光頻段的可用頻譜范圍極寬，資源非常充足，所以科學(xué)家在設計Li-Fi無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )時(shí)，可以將通訊的信道寬度設得更大，并行的信道數目也可以設得更多，這樣一來(lái)數據的傳輸速度就能達到極大的提升。因此各國研究團隊都將提高傳輸速率作為科研工作中重要的一部分，最高傳輸速率幾乎每個(gè)月都有刷新。據暨南大學(xué)理工學(xué)院的陳長(cháng)纓教授介紹，為了提高信息傳輸速度，許多研究團隊都會(huì )將白光LED換成三基色或是五基色的光源，削弱了燈具照明的性能。“

　　紅綠藍三個(gè)顏色確實(shí)能夠混合出各種顏色的光，但是作為照明用的燈卻只能顯示這三種顏色，因此燈必須是連續光譜，而顯色性好的燈一定是全光譜的，不是幾個(gè)分離波長(cháng)就可以了。”除此之外，陳教授介紹另一種提高傳輸速度的方法是在調制方面做努力，“我們知道燈光能夠進(jìn)行0和1信息的傳輸，閃一次是一個(gè)比特，就是一位信息，但是現在現在一些研究團隊為了提高信息傳輸率使用了十分復雜的調制方式。”但是陳長(cháng)纓教授認為根據信息論，會(huì )導致信息傳輸錯誤率的提高，因此在需要同時(shí)滿(mǎn)足信息準確性和信息量的條件下，通信的距離就會(huì )受到限制。“可見(jiàn)光通信，如果為了拼速度而將LED燈作為照明這一主要功能特質(zhì)犧牲了的話(huà)，那么很可能會(huì )誤入歧途。”