在《圣經(jīng)·創(chuàng)世紀(jì)》中，上帝說(shuō)要有光，之后就開始創(chuàng)造世界。而在愛丁堡大學(xué)的德國(guó)科學(xué)家哈拉德·哈斯眼里，光的本身，就是一個(gè)攜帶大量信息的世界。
他對(duì)這個(gè)光的世界是如此地珍惜，以至于在下午4點(diǎn)，他的辦公室還沒(méi)有開燈在初冬季節(jié)的蘇格蘭，這個(gè)時(shí)間已經(jīng)進(jìn)入黃昏。當(dāng)然，幽暗的光線并不能阻擋這位身材魁梧的教授的盎然談興，而且還能讓哈斯的辦公室顯得不那么凌亂，比如桌上扔著的幾塊集成電路板，有機(jī)會(huì)悄然隱身在黑暗中。
其實(shí)，這幾塊胡亂擺放的兩厘米見方的電路，和他頭頂?shù)陌l(fā)光二極管燈(LED)，都是哈斯的寶貝。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遍及生活每一個(gè)角落的信息時(shí)代，隨時(shí)隨地拿出移動(dòng)終端依靠Wi-Fi上網(wǎng)，已經(jīng)成為一種帶有輕微強(qiáng)迫癥傾向的潮流，而哈斯則打算憑借他的這些寶貝，靠光線攜帶的數(shù)據(jù)上網(wǎng)。
這種依靠LED燈泡進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)南冗M(jìn)技術(shù)，被稱作Li-Fi。
光傳輸革命
哈斯用光線傳播數(shù)據(jù)的想法，開始于10年之前。“那時(shí)，我意識(shí)到4G時(shí)代正在走來(lái)，而正在使用的傳播數(shù)據(jù)的設(shè)備會(huì)很快就跟不上需求，我認(rèn)為可以使用LED燈泡來(lái)進(jìn)行信息傳遞，從那時(shí)起我開始研究LED。”
2011年，哈斯帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)公布了用LED傳輸數(shù)據(jù)的成果，他們利用閃爍的燈光來(lái)傳輸數(shù)字信息。
這一技術(shù)的基本原理很簡(jiǎn)單：當(dāng)LED亮就表示1，滅了就表示0。哈斯聲稱，通過(guò)在燈泡中增加一個(gè)微芯片，就可以控制它每秒閃爍數(shù)百萬(wàn)次，由于頻率太快，人眼根本不會(huì)察覺(jué)，但光敏傳感器卻可以接收到這些變化。這樣二進(jìn)制的數(shù)據(jù)就被快速地編碼成燈光信號(hào)并進(jìn)行了有效的傳輸。“這就像是一個(gè)用火炬發(fā)送的莫爾斯碼，但卻有更快的速度，也能讓計(jì)算機(jī)更方便地理解。”哈斯解釋說(shuō)。
這種能發(fā)送莫爾斯碼的“火炬”到處都是。由于LED燈泡非常普及，照明基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)到位，而且燈泡發(fā)出的可見光是電磁頻譜中的一部分，比無(wú)線電頻譜大1萬(wàn)倍，相對(duì)而言可具有無(wú)限的容量，這也讓Li-Fi可以比普遍使用的WiFi等無(wú)線電通訊系統(tǒng)更便捷，成本也更低。
哈斯教授說(shuō)，Li-Fi的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)，是均勻分布的LED傳輸器可以給整個(gè)建筑提供更加穩(wěn)定和區(qū)域化的互聯(lián)網(wǎng)連接。而傳統(tǒng)WiFi的缺點(diǎn)在于，你離它越遠(yuǎn)，你獲得的信號(hào)就越弱，從而導(dǎo)致辦公室和家庭內(nèi)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定。
由于有諸多優(yōu)勢(shì)，Li-Fi被看做是通訊領(lǐng)域一個(gè)革命性的技術(shù)。
“在機(jī)場(chǎng)、體育館等人多的地方，WiFi經(jīng)常連不上，因?yàn)槁酚善鞯臄?shù)量有限。但看看那些場(chǎng)所有多少燈，如果每盞燈都變成一個(gè)路由器，那么傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量要大得多。”在哈斯看來(lái)，在飛機(jī)機(jī)艙、醫(yī)院這些WiFi難以抵達(dá)的地方，以及自動(dòng)駕駛汽車和智能家居等新領(lǐng)域，都是Li-Fi大展身手的場(chǎng)所。
哈斯本人還看好這一技術(shù)在很多行業(yè)的應(yīng)用可能。“比如海上平臺(tái)的石油管道，每6個(gè)月就要檢修一次以保證暢通，每次的成本至少是20萬(wàn)英鎊。這些管道一般都不能使用傳統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)傳播方式進(jìn)行監(jiān)控，因?yàn)橛斜L(fēng)險(xiǎn)。”他舉例說(shuō)，“但如果在管道里安裝LED光源，就能通過(guò)傳感器，將壓力和溫度等關(guān)鍵信息傳到管道的另一端。”
或創(chuàng)造60億美元市場(chǎng)
新技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)系統(tǒng)工程，任意一個(gè)環(huán)節(jié)的滯后都會(huì)影響整體推廣。
目前，Li-Fi的發(fā)展瓶頸主要在光源方面，但照明產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生巨大的變化，這可能為其帶來(lái)新的機(jī)遇。比如，韓國(guó)生產(chǎn)商三星此前就已出售了自己的照明業(yè)務(wù)，荷蘭巨人飛利浦也剝離了其123年的照明業(yè)務(wù)。
“照明產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在處于無(wú)序狀態(tài)中，生產(chǎn)商在進(jìn)行重組，努力追求更高的附加價(jià)值。這有點(diǎn)像是手機(jī)，人們使用一個(gè)手機(jī)2年多就會(huì)換新的，這并非是舊手機(jī)不能用了，而是新手機(jī)有了新功能。而Li-Fi就像是在屋頂上創(chuàng)造新的智能手機(jī)。”哈斯說(shuō)，“不過(guò)中國(guó)的照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展很迅速，近年來(lái)照明中很有多的創(chuàng)新來(lái)自中國(guó)。”
按照哈斯的構(gòu)想，未來(lái)照明將只是光源的第二職能，而首要職能就是傳輸信息。“想想全世界的城市里有多少路燈，如果它們都被改造成信號(hào)源，那么很快就能為5G作好準(zhǔn)備。”在他描繪的智能城市圖景中，如果他們降低路燈的輸出，即使在白天看不到路燈亮，但一樣能繼續(xù)接收到路燈發(fā)射的Li-Fi信號(hào)，并由此接入網(wǎng)絡(luò)。
由于有著廣闊的使用前景，Li-Fi技術(shù)被廣泛看好。
雖然目前這個(gè)市場(chǎng)除了一些專門的訂貨之外，大部分還依舊停留在實(shí)驗(yàn)室階段，但愛丁堡科研與創(chuàng)新局首席執(zhí)行官德里克·沃德爾已經(jīng)堅(jiān)信，Li-Fi技術(shù)提供的解決方案，會(huì)在全球創(chuàng)造一個(gè)全新的、60億美元規(guī)模的信息市場(chǎng)。
在實(shí)驗(yàn)室里，哈斯用電腦播放了皮克斯制作的動(dòng)畫片《勇敢傳說(shuō)》，信號(hào)是從10米外的一盞平放的LED燈上傳來(lái)的，由于信號(hào)傳輸理論最高可達(dá)每秒4G，因此電影播放很流暢。不過(guò)，當(dāng)有人站在充當(dāng)信號(hào)源的那盞燈前時(shí)，電腦屏幕上的那位蘇格蘭紅頭發(fā)公主動(dòng)作就會(huì)出現(xiàn)明顯的卡殼。
對(duì)于這種障礙，哈斯本人也毫不諱言。“畢竟光是沿直線傳播的，如果把多個(gè)光源放在屋頂上，情況就會(huì)好起來(lái)。”他說(shuō)。
事實(shí)上，擁有西門子工作經(jīng)驗(yàn)的哈斯，無(wú)疑比很多生活在實(shí)驗(yàn)室里的科學(xué)家更有市場(chǎng)天賦，這個(gè)燈光被擋住后，信號(hào)就大幅減弱甚至消失的特性，甚至被他當(dāng)做是Li-Fi的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)廣為宣傳。
在他看來(lái)，由于光線無(wú)法穿過(guò)墻壁，新的技術(shù)可能比傳統(tǒng)的WiFi連接方式更為安全。“比如在一間會(huì)議室里開保密的會(huì)議，那么屋里的人只能接收到從頂燈上傳播來(lái)的信號(hào)，關(guān)在門外的人，什么信息都收不到。”他舉例說(shuō)。
好吧，這位光線的擁躉者或許還沒(méi)聽說(shuō)過(guò)“鑿壁偷光”這樣充滿正能量的勵(lì)志故事。
