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Li-Fi技術:讓全世界140億盞電燈泡變身無線路由器

WiFi技術已經越來越普及,不過抱怨無線訊號不穩定、上網速度慢、WiFi熱點太少的人也越來越多。現在,有一項新技術可能會讓這些問題得到解決。

德國物理學家Herald Haas從非常普及的電燈泡身上找到了靈感。Haas和他愛丁堡大學的團隊發明了一項專利技術,利用一束閃光來無線傳輸數字資訊,這類技術通常被稱作可見光通訊(VLC)。

Haas表示:“我最大的設想就是將電燈泡變為寬頻通訊裝置。這樣電燈泡不僅能提供照明,也將成為一款必要的工具。”Haas認為,通過給普通的LED燈泡加裝微晶片,使燈泡以極快的速度閃爍,就可以利用燈泡傳送資料。而燈泡的閃爍頻率達到每秒數百萬次。

通過這種方式,LED燈泡可以快速傳輸二進位制編碼。但對裸眼來說,這樣的閃爍是不可見的,只有光敏接收器才能探測。Haas表示:“這類似於通過火炬傳送莫爾斯碼,但速度更快,並使用了計算機能理解的字母表。”

這一技術意味著,只要你擁有電燈泡,就可以獲得無線網際網路連線。目前全世界的電燈泡數量估計約有140億盞。實際上,這也意味著任何路燈都可以成為網際網路接入點。

不過,被暱稱為“Li-Fi”的可見光通訊技術並不只是能提升網際網路的覆蓋範圍。作為無線資料傳輸的最主要技術,WiFi利用了射頻訊號。然而,無線電波在整個電磁頻譜中僅佔很小的一部分。而隨著使用者對無線網際網路需求的增長,可用的射頻頻譜正越來越少。

例如,當你在咖啡店中上網時,如果周圍上網的人越來越多,那麼你會發現網速變得很慢。3G行動網路也是如此。與此同時,根據思科的資料,我們每年通過移動裝置傳送的資訊量都在翻番。

Haas表示,他的技術將是問題解決方案的重要一部分。他表示:“可見光頻譜的寬度達到射頻頻譜的1萬倍。”這意味著可見光通訊能帶來更高的頻寬。Haas表示,“Li-Fi”技術能帶來高達1Gbps的資料傳輸速度。

Haas認為,他的技術有一個重要優點,這就是不需要再新建任何基礎設施。而傳統射頻訊號的發射需要能量密集的裝置。他表示:“我們使用現有裝置。可見光頻譜沒有得到利用,沒有得到監管,我們可以進行高速通訊。”

不過這一技術也有著自身的侷限。雅典Harokopio大學資訊學講師Thomas Kamalakis推薦了Haas的技術,但也表示該技術的潛力不應被高估。他表示:“一個明顯的問題是,可見光無法穿透物體,因此如果接收器被阻擋,那麼訊號將被切斷。”

英國華威大學工程學院助理教授Mark Leeson也持相同看法。他提出:“問題在於,我們的手機如何使用可見光來通訊?”

Haas表示,這是兩個現實問題,但他也有簡單的臨時解決方法。“如果光訊號被阻擋,而你需要使用裝置傳送資訊,你可以無縫地切換至射頻訊號。”他認為,可見光通訊並不是WiFi的競爭對手,而是一種相互補充的技術,這將有助於釋放頻譜空間。

他表示:“我們仍需要WiFi,需要射頻通訊系統。你無法使用電燈泡向快速移動的物體傳送資料,或是向樹、牆和障礙物背後的物體傳送資料。”在短期內,可見光通訊已可以實現一些小範圍應用。例如,可以在飛機中使用該技術,幫助手機和筆記本上網,此外也可以在水下等無線電波無法傳播的場所使用該技術。

Haas指出,Li-Fi技術帶來了極高的安全性,因為可見光只能沿直線傳播,因此只有處在光線傳播直線上的人才有可能截獲資訊。