光的梦幻:Li-Fi已准备好与Wi-Fi竞争

  

 

随着LED成为室内照明的常见光源，它正在打开一个移动设备链接互联网的新途径。LED具有比Wi-Fi更宽的带宽和更快响应时间的潜力。至少，这是哈拉尔哈斯，爱丁堡大学移动通信院长所希望的。

“所有条件，所有设备都已经准备好了，”哈斯说：“我们所要做的就是把他们组装到一起，让他们工作。”

哈斯的团队，同剑桥大学、牛津大学、圣安德鲁斯和斯特拉斯克莱德大学的研究人员，正在英国进行由工程和物理科学研究理事会资助5800000英镑的为期四年的项目。他们追求超并行的可见光通信——使用多种颜色的光，在数米的距离内提供高带宽的联系。这样的Li-Fi系统，正如它的名字，可以在某些情况下，替代或补充传统的基于射频的无线网络连接。但想广泛应用这样的无线技术将是一场艰苦的战斗。

在去年10月份的IEEE(电子电气工程师协会) Photonics公司会议，该联盟的成员展示了他们刚取得的进步。例如，该小组已使用市面有售的红，绿和蓝LED灯管既作为发射器也作为光电二极管去进行光检测。通过这种方式，他们创建了以110 Mb / s速率的同时发送和接收数据的系统。当仅在一个方向传输时，它们可以达到155 Mb / s的速率。

但哈斯说，这个版本受现有的发光二极管的限制，并需要在同一时间使用LED作为发射器和检测器。但是，该团队的成员已经创造了一个更好的LED装备，它提供了速率接近每秒运行4千兆位的光输出功率，使用的光电二极管接收器高带宽仅有5毫瓦。用一个简单的镜头增强距离，就能够以高达1.1 Gb / s的数据发送10米，很快他们将增加至15 Gb / s，哈斯说。该802.11ad的Wi-Fi标准为60千兆赫的无线电波，Li-Fi略低于7 Gb / s的，所以Li-Fi将增加一倍以上的速度。

他们还使用雪崩光电二极管，来做出更好的接收器。在雪崩光电二极管中，单个光子撞击接收机产生电子的级联，可以放大该信号。哈斯的研究小组在Li-Fi网络研发中心已经创建了第一个接收Li网络CMOS集成的雪崩光电二极管。

另外，在德国德累斯顿的弗劳恩霍夫研究所计划在2014年十一月在慕尼黑电子贸易展上宣布Li-Fi热点计划。弗兰克Deicke，该团队的领导开发人说，该系统将最有可能使用的红外光，并针对工业用途，而不是消费者。热点设定为一具有高达1 Gb / s的数据速率点对点链路。

“你可以有USB连接线传播数据的速率，”Deicke说。“这是对大多数无线技术，非常具有挑战性的，如Wi-Fi和蓝牙。”另一个优势，Deicke说，Wi-Fi的接收单位是毫秒之间的时间，而Li-Fi网络连接的延迟是微秒数量上的。在工业应用中，数据的传感，致动器之间流动，以及控制单元，低延迟和高数据率等，这些Li-Fi有的功能Wi-Fi无线网络连接是没有的。“我们并不想取代Wi-Fi，”他说。“这不是我们的目标。”

但Deicke说Li-FI网络可以补充现有的通信技术，包括Wi-Fi和千兆以太网。现在，他的研究小组关注的重点不在Li-Fi网络与一般的照明结合上，哈斯建议。

尽管一组欧洲学术研究人员和网络公司的研究目标是消费者市场，该小组正在开发一个名为高级转换和易于管理的创新网络设计(ACEMIND)制定的方法来管理家庭和小型企业的本地网项目。 ACEMIND包括一些示范项目，以测试不同的技术，包括Li网络连接。 Dmitris Katsianis，雅典大学ACEMIND的参与者，认为Li网络可能在未来五年之内进行实际使用。“Li网络在电磁敏感的领域非常有用，例如在医院，飞机客舱，以及电厂。”他说。

哈斯期待一个更大的市场。他预计LED的发展将摆脱光源，以几乎相同的方式从通信设备发展到移动通信的手机。“在25年内，在你的房子里的每一个灯泡都可以让你的手机连接网络。”他说，“这将在以后除照明外用途中最多的一个”。