光传输革命或创造60亿美元市场
2014-12-10 15:12:57 来源: 浏览次数:0
【编者按】光传输设备就是把各种各样的信号转换成光信号在光纤上传输的设备,因此现代光传输设备都要用到光纤。稀有金属锗被用于光纤制造,光纤级四氯化锗可用于光纤生产,主要用于发挥光纤掺杂和光电转化作用,光纤用锗约占30%。
在《圣经·创世纪》中,上帝说要有光,之后就开始创造世界。而在爱丁堡大学的德国科学家哈拉德·哈斯眼里,光的本身,就是一个携带大量信息的世界。
他对这个光的世界是如此地珍惜,以至于在下午4点,他的办公室还没有开灯--在初冬季节的苏格兰,这个时间已经进入黄昏。当然,幽暗的光线并不能阻挡这位身材魁梧的教授的盎然谈兴,而且还能让哈斯的办公室显得不那么凌乱,比如桌上扔着的几块集成电路板,有机会悄然隐身在黑暗中。
其实,这几块胡乱摆放的两厘米见方的电路,和他头顶的发光二极管灯(LED),都是哈斯的宝贝。在无线网络已经遍及生活每一个角落的信息时代,随时随地拿出移动终端依靠Wi-Fi上网,已经成为一种带有轻微强迫症倾向的潮流,而哈斯则打算凭借他的这些宝贝,靠光线携带的数据上网。
这种依靠LED灯泡进行无线数据传输的先进技术,被称作Li-Fi。
光传输革命
哈斯用光线传播数据的想法,开始于10年之前。"那时,我意识到4G时代正在走来,而正在使用的传播数据的设备会很快就跟不上需求,我认为可以使用LED灯泡来进行信息传递,从那时起我开始研究LED。"
2011年,哈斯带领的研究团队公布了用LED传输数据的成果,他们利用闪烁的灯光来传输数字信息。
这一技术的基本原理很简单:当LED亮就表示1,灭了就表示0。哈斯声称,通过在灯泡中增加一个微芯片,就可以控制它每秒闪烁数百万次,由于频率太快,人眼根本不会察觉,但光敏传感器却可以接收到这些变化。这样二进制的数据就被快速地编码成灯光信号并进行了有效的传输。"这就像是一个用火炬发送的莫尔斯码,但却有更快的速度,也能让计算机更方便地理解。"哈斯对《财经国家周刊》记者解释说。
这种能发送莫尔斯码的"火炬"到处都是。由于LED灯泡非常普及,照明基础设施已经到位,而且灯泡发出的可见光是电磁频谱中的一部分,比无线电频谱大1万倍,相对而言可具有无限的容量,这也让Li-Fi可以比普遍使用的WiFi等无线电通讯系统更便捷,成本也更低。
哈斯教授说,Li-Fi的另一个优势,是均匀分布的LED传输器可以给整个建筑提供更加稳定和区域化的互联网连接。而传统WiFi的缺点在于,你离它越远,你获得的信号就越弱,从而导致办公室和家庭内的无线网络连接不稳定。
由于有诸多优势,Li-Fi被看做是通讯领域一个革命性的技术。
"在机场、体育馆等人多的地方,WiFi经常连不上,因为路由器的数量有限。但看看那些场所有多少灯,如果每盏灯都变成一个路由器,那么传输的数据量要大得多。"在哈斯看来,在飞机机舱、医院这些WiFi难以抵达的地方,以及自动驾驶汽车和智能家居等新领域,都是Li-Fi大展身手的场所。
哈斯本人还看好这一技术在很多行业的应用可能。"比如海上平台的石油管道,每6个月就要检修一次以保证畅通,每次的成本至少是20万英镑。这些管道一般都不能使用传统的信息数据传播方式进行监控,因为有爆炸风险。"他举例说,"但如果在管道里安装LED光源,就能通过传感器,将压力和温度等关键信息传到管道的另一端。"
或创造60亿美元市场
新技术的发展是一个系统工程,任意一个环节的滞后都会影响整体推广。
目前,Li-Fi的发展瓶颈主要在光源方面,但照明产业正在发生巨大的变化,这可能为其带来新的机遇。比如,韩国生产商三星此前就已出售了自己的照明业务,荷兰巨人飞利浦也剥离了其123年的照明业务。
"照明产业现在处于无序状态中,生产商在进行重组,努力追求更高的附加价值。这有点像是手机,人们使用一个手机2年多就会换新的,这并非是旧手机不能用了,而是新手机有了新功能。而Li-Fi就像是在屋顶上创造新的智能手机。"哈斯说,"不过中国的照明产业发展很迅速,近年来照明中很有多的创新来自中国。"
按照哈斯的构想,未来照明将只是光源的第二职能,而首要职能就是传输信息。"想想全世界的城市里有多少路灯,如果它们都被改造成信号源,那么很快就能为5G作好准备。"在他描绘的智能城市图景中,如果他们降低路灯的输出,即使在白天看不到路灯亮,但一样能继续接收到路灯发射的Li-Fi信号,并由此接入网络。
由于有着广阔的使用前景,Li-Fi技术被广泛看好。
虽然目前这个市场除了一些专门的订货之外,大部分还依旧停留在实验室阶段,但爱丁堡科研与创新局首席执行官德里克·沃德尔已经坚信,Li-Fi技术提供的解决方案,会在全球创造一个全新的、60亿美元规模的信息市场。
在实验室里,哈斯用电脑为《财经国家周刊》记者播放了皮克斯制作的动画片《勇敢传说》,信号是从10米外的一盏平放的LED灯上传来的,由于信号传输理论最高可达每秒4G,因此电影播放很流畅。不过,当有人站在充当信号源的那盏灯前时,电脑屏幕上的那位苏格兰红头发公主动作就会出现明显的卡壳。
对于这种障碍,哈斯本人也毫不讳言。"毕竟光是沿直线传播的,如果把多个光源放在屋顶上,情况就会好起来。"他说。
事实上,拥有西门子工作经验的哈斯,无疑比很多生活在实验室里的科学家更有市场天赋,这个灯光被挡住后,信号就大幅减弱甚至消失的特性,甚至被他当做是Li-Fi的另一个优点广为宣传。
在他看来,由于光线无法穿过墙壁,新的技术可能比传统的WiFi连接方式更为安全。"比如在一间会议室里开保密的会议,那么屋里的人只能接收到从顶灯上传播来的信号,关在门外的人,什么信息都收不到。"他举例说。
好吧,这位光线的拥趸者或许还没听说过"凿壁偷光"这样充满正能量的励志故事。
信息来源:财经国家周刊 编辑:苟丽丽