Li-Fi有灯光的地方就有网络
文/记者 刘汝佳
有光就有信号,有灯就有网络,这项看似科幻的技术已经实现了,它叫做可见光无线通信(Li-Fi)。
北京全电智领科技有限公司成立三年,目前他们已经让Li-Fi技术走出实验室,随时准备迎接用户的尖叫。
梦想从20平方米的房间起航
是什么力量可以让一个团队三年卧薪尝胆只去做一件事?
近三年,一分收入也没有。公司创立时,全电智领没有接受天使投资这类外援,CEO李晓在通信、网络、能源等领域拥有丰富的产品设计及商业组织能力,他带着团队拿着他们自己所有的钱,在大钟寺租了一个不足20平方米的商住两用楼房潜心技术研究,投资自己的梦想,开始了自己的事业。团队每个人身兼多职,团队成员关系非常融洽,正因为每个人都对这份事业有着高度的认同和责任感,正因为他们希望将Li-Fi这种炫酷的科技带到人类未来的生活中。
可见光通信技术与现在的无线电通信技术的本质区别在于通信介质的变化,不再是无线电波,而是光波。利用光进行通信具有资源丰富、无辐射、信息更安全且由于用到了LED光源,因此十分节能。据统计,现在全世界已经拥有超过140亿个LED灯泡,如果技术实现了,人类将不仅拥有140亿个灯泡,更将拥有140亿个Li-Fi,它不仅可以为我们带来光明,更可以为我们构建一个更加节能、健康、安全的通信环境。当你晚上睡觉前希望用iPad上网的时候,只需要打开一盏床头灯就可以了,这将是一种非常美妙的体验。
140亿个Li-Fi?就是这样一个看起来不太贴实际的愿望,一直指引着全电智领的方向,他们坚定地认为,未来的通讯革命即将从此开始。
而此刻,全电智领从成立到现在用了3年时间已经掌握了电力线通信及可见光通信的核心通信算法,可以利用室内已有的电力网络及照明设备将互联网及移动终端高效整合,今年他们向市场推出了第一款产品,该产品可以实现精准的室内定位,配合平台及移动端软件可以在博物馆、展览馆让用户使用自己的手机实现自助多媒体导览,在商场超市可以利用自己的手机实现精准的广告推送和优惠券推送。后期他们还会利用这项技术与虚拟头盔、智能机器人等集成,实现更多基于室内位置的产品和服务。
这三年,他们已经向着梦想实现迈出了坚定的一步。
将梦想照入现实
当然,当记者现在再走入全电智领的办公区时,已经此一时彼一时了。
步入位于中关村梦想实验室九层的走廊,疑惑为何一幅幅博物馆展品图片挂在其中。实际上,这可不是一件简单的展品图片,展品上端的灯光不只是装饰效果,这盏LED照明灯可是装着芯片的,通过拇指大小的终端接收装置,插进平板电脑或手机的耳机孔,展品的详细介绍瞬间便会显示在电子终端设备上,可见光即可实现信息传输,而且,路过每张不同的图片,你可能连上一个展品简介都没有完全消化,展品介绍都已经迅速切换了。
除了信息可以通过光线进行传输,电视信号也不例外,展厅内的电视正在播放电视剧《红高粱》,如果用身体遮住电视机前方的LED灯光,瞬间电视屏幕也定格住了。是的,这些信号都是依靠灯光传输的,而且速度相当快,1080P的视频观看相当流畅。
现在我们了解了,其实灯光不是只能传送一个信标,全电智领已经在实验室实现了利用灯光传送1080P质量的高清视频,从技术指标上讲实现了100M甚至GB级别的可见光通信算法研究,并做出了相应的样机研发工作,相信在不久的将来Li-Fi一定可以进入到我们生活的各个领域,我们在为此继续努力。
从国际角度,欧美等发达国家都投入了大量的精力研究可见光通信技术,今年的新闻就有GE、高通、苹果、飞利浦等企业涉足可见光通信技术领域的相关报道,中国也在2014年成立自己的可见光通信技术创新联盟,国家也正在积极准备为其设立自己的通信标准,全电智领也积极参与了标准的制定工作,该项技术由于其独特的传输特性和安全的应用特点,相信未来会有更多的企业加入到这项技术的研究中来。
LED光源是广阔的资源
为什么要研发可见光通信?难道仅仅因为炫酷?
实际上,现在的移动互联面临着资源、能效、安全的多方面考验,而资源问题是难题中的难题。
无线频谱资源是一个非常有限的资源,就像石油,越用越少;而光的资源却是广阔的,就像风能、太阳能,从大的方向来说Li-Fi是非常有前景的。那什么样的光源可以实现Li-Fi?可见光通信最重要的一个配件就是LED光源,可见光通信也可谓是“站在巨人的肩膀上”所延伸出的一项科技成果。
是什么原理能够让LED灯发射网络信号?为什么只能使用LED灯呢?全电智领介绍,受发光原理的限制,LED灯与白炽灯、日光灯和普通的节能灯不同,能够频繁地闪烁。当灯光闪烁的频率高于1000次/秒时,人眼就感受不到了。而在这高频率的一开一关中,能够传递出二进制编码“0”“1”构成的数据。这样一来,通过特制的接收装置,电脑读懂光线里的“摩尔斯码”,就实现了灯光上网。
当然,仅靠LED灯自身的闪烁频率还不够。毕竟LED灯是用来照明而不是通信的,一般LED灯的闪烁频率,是无法达到流畅上网的速率的。所以就要增加灯光闪烁的频率,这时两个黑盒子就起到了关键作用。盒子里面有很多电学元件和光学软件,作用之一就是给LED灯装上编码调制驱动电路,控制它每秒闪烁百万次,使灯芯快速传播二进制编码,保证上网的速度。目前,Li-Fi已经可以和家里常用的WiFi速率相当。
此外,白光LED与白炽钨丝灯泡及荧光灯相比,具有体积小、发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、环保、可平面封装易开发成轻薄短小产品等优点,没有白炽灯泡高耗电、易碎及日光灯废弃物含汞污染的问题,是被业界看好,在未来几年内,成为替代传统照明器具的一大潜力商品,与普通无线光通信及射频通信相比具有无电磁干扰、无需无线电频谱许可、使用安全可靠、绿色环保、兼顾照明应用等优点。正因为如此,LED产业的逐渐普及及发展,都为可见光通信提供了普及的便利。
这种利用可见光作为传输载体的通信技术可广泛应用于室内移动终端或智能手机通过LED照明灯的宽带通信接入,无线射频受限环境下或无线覆盖盲区内的通信,以及智能电子标牌、监视器、智能交通、物联网、车联网、定位与导航等场合,且具有无电磁辐射污染、绿色环保,也不会对周围电子设备产生电磁干扰等独特优势,为短距离泛在无线通信开辟了新天地。
让有灯光的地方就有网络
实际上,目前欧、美、日、韩都已推出了相应的支撑项目以支持可见光通信的基础。目前主要研究半导体照明定位、导航,充分利用已有的硬件设施弥补现有部分无线通信手段的不足,在室内、地下、山区等无GPS信号的环境,或是城市中建筑物遮挡导致GPS信号失效时的半导体照明定位与导航。
据介绍,韩国复兴实验室为当地超市开发并部署了具有可见光通信技术的商品信息发布和超市定位系统,可以为消费者提供实时店内折扣信息,并可充当店内导航工具。利用装在超市内的具备通信功能的吊顶LED灯光源,向消费者置放在购物车上的智能移动设备发出信号,提供店面地图并标明特定产品所在区域。消费者可将它视为导航系统,快速找到指定物品以及折扣商品;同时,可见光信号还可以为消费者的移动设备下载折扣券,结账时让收银员扫描折扣券上的条形码便可享受专属折扣。
这类国际上的案例充分显示了全球对于Li-Fi技术普及的重视。北京全电智领也首次让Li-Fi技术走出实验室,推出了首款可以商业化运营的基于可见光通信技术的博物馆展陈导览系统,并积极准备在国内多个知名博物馆部署可见光通信系统建设示范工程,该系统采用可见光通信技术,结合移动智能终端实现多媒体展陈信息的展示,利用部署在博物馆展陈附近的LED光源,向信息消费终端发送博物馆内展陈定位信息,同时提供展陈多媒体内容信息自动导览功能。将来,中国的超市可能也会出现此类“高大上”的购物体验。
而这一步,不仅是全电智领一跃而起的契机,也是国内可见光通信产业重要的一步。■
TIPS
目前还有哪些无线通信技术?
蓝牙( Bluetooth):是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换。目前最新版本为2014年底发布的蓝牙4.2,广泛应用于移动终端、智慧穿戴设备以及智能家居。
Wi-Fi:是现在使用最为广泛的无线通信技术,覆盖范围广,传输速率快,同时其无线电波穿透能力强,能方便地为整栋楼提供无线网络服务,支持Wi-Fi的各种设备可以方便地接入互联网。
ZigBee:是一种短距离、低复杂度、低功耗、低成本的无线通信技术。它依据IEEE 802.15.4标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点,所以它们的通信效率非常高。
UWB:起初用于美国的军用雷达系统,由于UWB技术所具有的高速率、抗多径和低复杂性等优点,现在已经被用于商业化、民用化的设备中。UWB技术尤其适合室内等密度多径场合的高速无线接入和军事应用中。