LED光学无线网络：只要亮灯就能上网

       2050年未来都市的关键词：数字生活。这是依托互联网和一系列数字科技技术应用为基础的一种生活方式,可以方便快捷地带给人们更好的生活体验和工作便利。

       哥伦布航海时代,世界突然变得很大；计算机、互联网问世后世界又开始变小。随着互联网技术应用的日益普及,人类生活方式开始改变。地球人貌似一夜之间都变得“智慧”起来,甚至连物品都有了“思想”。

       不仅如此,在2050年科技高速发展的未来,不论使用哪一种设备,都可以在任何时候、任何地方借助无线手段传送数据。LED光学无线网络的普及,推动“物联网”的发展,整个世界轻易相联……

       如今,人们已习惯无线上网。没了网线的束缚,我们更能享受网上冲浪的乐趣。然而,因为物体的阻挡如墙壁等,房间里一些地方难免接收不到信号,或者信号极弱。于是,科学家们设想,何不让灯光来发射信号？只要灯亮,就不愁没网上。

       这一看似天马行空的想法如今已成现实。在上海世博会中国航空馆里,中科院半导体研究所的科学家展示了这项最新最前卫的成果：LED光学无线网络……

       按光索网·原理 光线作媒 “闪烁”出信号

       LED 灯以极快的频率不停开关,灯光在闪烁时发出脉冲,实现信号传送。这种高频的闪烁是人眼无法察觉的,所以LED灯可以照明、发信号两不误。

       在航空馆的LED光学无线网络展示平台上,一束光笔直的照到一台笔记本电脑上,工作人员在灯光下自由的上网冲浪。这就是LED光学无线网络———以LED照明灯发出的光当作网络信号的传输工具。

       其原理是：LED灯以极快的频率不停开关,灯光在闪烁时发出脉冲,实现信号传送。这种高频的闪烁是人眼无法察觉的,所以LED灯可以照明、发信号两不误。

       从上世纪70年代后期开始,就有研究人员研究室内光通信。IBM苏黎世实验室的工程师们在当时建立了首个工作系统。在日常生活中,用光传输数据的例子也随处可见。例如早些年手机上的红外传输功能。

       如今当节能的 LED成为未来照明的趋势时,科学家自然选择其作为传播信号的工具。而且LED的灯光是可见光,更方便人们“按光索网”。

       按光索网·性能 镜子反射 也能上网

       当漫反射的光使整个房间明亮起来时,网络信号也随即充斥整个房间。更神奇的是,通过镜子反射的光也一样有信号！

       传统无线网络的覆盖面积很大程度依赖于无线路由器的能力。无线路由器在使用时会发射一种射频信号,即拥有一定发射频率的电波。这种电波虽然没有被证实对人体有害,但毕竟不是绿色环保的。相比之下,光传输信号最大优势就是没有任何电磁波。

       光学无线网络的信号强弱一方面是在于光强,一方面在于接收探测器的灵敏度。以目前我国的研究水平来看,完全可以做到漫反射接收———当漫反射的光使整个房间明亮起来时,网络信号也随即充斥整个房间。更神奇的是,通过镜子反射的光也一样有信号！

       LED光学无线网络,对网络运行商和电脑设备没有任何要求,只要是普通的外网就能够接入。现在市面上卖的LED灯只有照明作用,如要用于通讯就必须在LED上安装一个小“仪器”,让其实现高频率闪烁。

       在过去,一个区域要实现无线信号全覆盖,只能摆上很多个无线路由器。如今,科学家们能在小区电线接入的地方直接承载通讯信号,届时不论是小区的路灯,还是每一家的照明灯,都能发送上网信号。

       按光索网·优势 比光纤更快 飞机上照用

       光学无线网络刚好针对“最后几公尺”的问题,也就是如何把宽带数据流从信息骨干网终端传送到室内的无线设备上,其优势不言而喻。

       LED的传输速度较快,信号更稳定。LED材料的不同,会导致其调制能力和最大带宽都不一样。目前国际上认为,LED光学无线网络理论上可以到达500Mbps的速率。

       通信公司还有个“最后一公里”的说法,指的是把宽带服务从全国的高速数据通信骨干网接入终端用户时遇到的困境：尽管这只是整个通信路径中的最后一小段,但费用之高却令人咋舌。现在进小区的光纤宽带是100M。其实光纤通信也还是光,只是它在特制的光纤里面传输,外界干扰小,所以速度快。但不同的小区需要建设不同的光纤网络,通常需要非常长的时间。

       与此类似,光学无线网络刚好针对“最后几公尺”的问题,也就是如何把宽带数据流从信息骨干网终端传送到室内的无线设备上,其优势不言而喻。

       这种光学无线网络尤其适合在医院和工厂使用,因为在这些区域中,传统的射频传输会干扰导航设备、医疗器械或控制系统。

       此外,LED光学无线网络让人们在飞机上也能随意的使用宽带。飞机通过卫星跟地面是实时保持联通的,借此获得上网信号。当LED光把网络信号“照”向每个乘客时,没有了电磁波的干扰,飞机导航完全不受影响。

       未来,应用这项技术使得车与车之间也可利用前后车灯进行通讯。但只是语音通讯,想上网还得借助路灯。

       “LED光学无线网络”2050年可行性报告

       光学无线网络很有商业价值,用起来很方便,但是真正实现起来也有难度,因为它选择了一条最复杂的信道———大气来传输数据。充满不测风云的天空一定会为无线光通信带来很多变数,但室内用肯定没问题。

       光学无线通信的一系列特点：传输速度快,成本比铺光纤低,建设速度快,不需要无线电频率许可,也无须开挖管道的市政许可,便携性强,便于维护,对周围的环境也没有影响。

       但是,光学无线通信受到发射能量的限制,不可能传送太远,可靠性也会受到很多外部因素影响。例如,敌人在光学无线网络的链路上生一把火,用人造烟雾破坏了信息完整性。

       然而,上述的弊端显然并不能阻挡光学无线网络的发展。当LED成为未来的必然趋势,LED光学无线网络也成为了必然。

       “物联网”2050 年可行性报告

       物联网(The Internet of things)的定义是：通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

       物联网前景非常广阔,它将极大地改变我们目前的生活方式。可以说,物联网描绘的是充满智能化的世界。具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合。在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧” 状态。 (本报记者 徐婉玲)

       联联看

       物物相联让世界充满智慧

       一杯牛奶摆在面前,眼睛看到的是杯子,鼻子闻到的是奶香,嘴巴尝到的是甜味,用手摸一下有温度……感官的感知综合在一起时人便得出了这一杯牛奶的判断。假如把牛奶的感知信息传上互联网,使得人通过网络随时了解牛奶的情况,这就是“物联网”。

       如果说,现在以因特网为代表的网络技术,能将人与人、人与物联系在一起,编织出一张二维网络。将来的世界,网络将呈现三维立体结构———让人体验到物与物之间全面互联、每件物品都被赋予智慧的未来生活。在上海举行的世博会上,物联网技术的应用比比皆是。

       冰箱 帮你买可乐

       当冰箱中的食物存量不足时,它会自动给你提示,并告知超市的商品信息；当在冰箱中放入一瓶红酒时,它会自动显示这瓶红酒的产地、年份等信息……这就是“物联网冰箱”为我们构建的未来生活图景。

       世博会山东馆里展示着这么一台会“说话”,会“购物”的“物联网冰箱”。当你从“物联网冰箱”里取出仅剩的一瓶可口可乐时,“冰箱”会“开口”提醒主人,需要及时填充新的可乐。更令人难以想象的是,“物联网冰箱”显示屏上居然出现了超市新到可乐的销售信息,以及新可乐的产地、生产时间、保质期和营养成分等相关信息。在点击屏幕上想买的商品后,购物信息会通过互联网传送给用户提前设定的超市,完成网上购物。

       据了解,这台具有超级智慧的冰箱,还能根据人们日常取用食物的频率和习惯,为主人提供健康绿色的食谱和生活方案。此外,用户还可以通过冰箱实现可视电话通讯、浏览网上资讯、观看视频等多项生活及娱乐功能。“物联网冰箱”是智能化的家电,它就像一个被赋予了生命的家电,能让我们充分体会到未来生活的神奇。

       洗衣机 自动错峰用电

       一种可以节约电费的洗衣机与国家电网馆一起出现在上海世博会上。该款洗衣机与家庭电网连接,主动错过用电高峰期,在这一过程中并不需要用户插手。该款产品最大的优点就是为用户节约时间和能源,减少开支。

       此外,这种洗衣机还能“听”手机的“指挥”。通过任何手机发送一条“洗衣机开”的短信给洗衣机,即可接通电源按设定好的程序洗衣服。发送“洗衣机关”则可以终止洗衣机运转。

       据介绍,该应用体现了物联网的前景———洗衣机内置无线信号接收模块(网卡),与同样“存在”于物联网的手机连接,轻松实现智能家居生活。据了解,添加该网卡成本仅增添几十元。