激光LiFi：可以使發(fā)送數(shù)據(jù)速度飆升

用激光代替無(wú)線電波可以大大提高通信的速度和覆蓋范圍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出5G所承諾的范圍，它可以允許自動(dòng)駕駛汽車“相互對(duì)話”，讓無(wú)人機(jī)向地面發(fā)送高分辨率照片，并在智能工廠和智能家庭周圍移動(dòng)大量數(shù)據(jù)。至少這是在最近拉斯維加斯舉行的消費(fèi)電子展上展示了其最新版本的激光LiFi。

大量的數(shù)據(jù)正在積累，并在不斷移動(dòng)。那么就需要傳輸數(shù)據(jù)，并且需要在[長(zhǎng)]范圍內(nèi)以盡可能快的數(shù)據(jù)速率傳輸數(shù)據(jù)。

LiFi的理念是在通常依賴射頻傳輸（如WiFi）的情況下，使用光通信作為互聯(lián)網(wǎng)和電信網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓歉?。LiFi的原理其實(shí)很簡(jiǎn)單：本質(zhì)上光和無(wú)線電波都是一種電磁波，只要在LED燈里加入一塊控制光線閃爍的芯片，就可以根據(jù)不同的光線速率編碼不同的數(shù)據(jù)信息，筆記本和手機(jī)等終端安裝的接收器就可以接受這種數(shù)據(jù)信息。因?yàn)檫@種光線閃爍的頻率極高，可儲(chǔ)存信息也更多，同時(shí)人眼是看不出這種變化的。

一種想法是將LiFi路由器放在天花板上，并使用LED發(fā)出的光以每秒100吉比特的速率傳輸房間周圍的數(shù)據(jù)，這比WiFi可以實(shí)現(xiàn)的速度快得多。盡管總部位于愛(ài)丁堡的初創(chuàng)企業(yè)Pure LiFi和法國(guó)格勒諾布爾的一家研究機(jī)構(gòu)CEA-Leti已經(jīng)演示了該系統(tǒng)，但該概念尚未真正滲透到市場(chǎng)中。

如果專注于數(shù)據(jù)量大且需要在很長(zhǎng)距離范圍內(nèi)保持穩(wěn)定連接的應(yīng)用程序（無(wú)人駕駛汽車和無(wú)人駕駛飛機(jī)在此列表中居首位），這將有助于打破僵局 —— 這些要求每秒可能在數(shù)百米范圍內(nèi)的數(shù)千兆比特的數(shù)據(jù)速率。

與射頻設(shè)備相比，激光可以更低的功率和較低的難度下實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。至于汽車，車內(nèi)不是已經(jīng)裝有大燈了嗎？能夠從現(xiàn)有照明源來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，可以節(jié)省大量能源，還可以節(jié)省整體系統(tǒng)成本。

低延遲和更高的傳輸速率是LiFi的兩大優(yōu)勢(shì)，LiFi并不是取代WiFi，更多情況下，LiFi應(yīng)該是作為現(xiàn)有通信技術(shù)的補(bǔ)足和完備。LED燈不僅僅只是一個(gè)光源，就像手機(jī)從最初只有通話功能到現(xiàn)在的小型移動(dòng)計(jì)算機(jī)，LED燈也可以有一個(gè)類似的飛躍。

幾十萬(wàn)年前，人類學(xué)會(huì)用火，叢林里的猛獸、食物里的細(xì)菌以及寒冷的冬天就再也不能成為威脅生存的因素。一百多年前，人類發(fā)明燈泡，黑夜也不再只有一種顏色。如今，當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)學(xué)會(huì)正確用光的時(shí)候，也許數(shù)據(jù)交換和資源分享真的會(huì)打開(kāi)一扇新的大門(mén)。畢竟，全世界總共擁有約140 億盞電燈，如果這些電燈轉(zhuǎn)化為 140 億個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入口，互聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)發(fā)展一定會(huì)有質(zhì)的飛越。

當(dāng)然有自身的限制，比如光不能穿透墻壁等固體，一但光被切斷，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)也就斷了。但因?yàn)楣馐侵本€傳播的，只有在直線位置的用戶才可以接收到相應(yīng)信號(hào)，也使得LiFi相比WiFi更安全一些。

在CES上，SLD Laser公司通過(guò)其激光LiFi演示了20Gb/s的數(shù)據(jù)速率。目前正在推出的5G無(wú)線通信應(yīng)至少達(dá)到1Gb/s的速率，最終可能達(dá)到10Gb/s。 

將LiFi置于激光器而非LED之上可以提高性能，因?yàn)榭梢愿斓卣{(diào)制激光器，并且光功率可以更大，從而擴(kuò)大了范圍。為了獲得高光功率而不造成眼睛傷害，使用發(fā)射藍(lán)光的激光激發(fā)磷光體，產(chǎn)生白光。這樣可以將功率降低到人眼安全的水平，同時(shí)仍保持激光器優(yōu)于LED的優(yōu)勢(shì)。

在這一領(lǐng)域正在創(chuàng)新是有意義的。它是2013年由中村舒吉（Shuji Nakamura）創(chuàng)立的，他在發(fā)明高效的藍(lán)色LED和幫助啟動(dòng)LED用于普通照明方面發(fā)揮的作用獲得了2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。該公司聘請(qǐng)了愛(ài)丁堡大學(xué)（University of Edinburgh）移動(dòng)通信教授哈拉爾德?哈斯（Harald Haas）擔(dān)任顧問(wèn)，哈拉爾德?哈斯創(chuàng)造了LiFi一詞，并一直在推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)的研究，他還是Pure LiFi的聯(lián)合創(chuàng)始人和首席科學(xué)官。

激光LiFi可能會(huì)在大約三年內(nèi)為移動(dòng)應(yīng)用（如自動(dòng)駕駛汽車）做好準(zhǔn)備。用于固定的、數(shù)據(jù)繁重的環(huán)境（包括智能工廠和智能家居）之間傳輸比特的系統(tǒng)可能會(huì)在大約四年后開(kāi)始出現(xiàn)。