Wi-Fi的“替代者”們

今年1月底，北京的創(chuàng)業(yè)者聚集地之一—位于中關(guān)村的車庫咖啡，多了一個“新項(xiàng)目”：高通公司旗下負(fù)責(zé)聯(lián)網(wǎng)和連接技術(shù)的子公司高通創(chuàng)銳訊開的一家新“咖啡館”。

不過，這并不是高通要跨界做咖啡館，也不是車庫咖啡在支持競爭對手，高通創(chuàng)銳訊只是希望通過這一咖啡館“樣板間”，告訴人們未來的咖啡館應(yīng)該是這樣的：通過自己的手機(jī)就能夠調(diào)節(jié)室內(nèi)的燈光、音樂，甚至讓泡泡機(jī)在適當(dāng)?shù)臅r候運(yùn)轉(zhuǎn)，營造出浪漫的氣氛。

事實(shí)上，在今年年初的CES上，高通就曾展示過這一被稱為“萬物互聯(lián)”的概念：LED燈、水管、電視、音響、門鎖等所有能想到的東西都應(yīng)該互相連接，通過LED燈的不斷閃爍提醒你水龍頭沒有關(guān)緊，或者看電視同時，告訴生病的你該吃藥了。

這也意味著，未來，每個家庭擁有的聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量將大幅提升。高通在2014年臺北國際電腦展上發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，目前每個家庭平均擁有7個聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，而到了2020年，這個數(shù)量將達(dá)到20個。

問題是，家庭中的“萬物”聯(lián)網(wǎng)，如果還需要通過無數(shù)線纜相互連接，這幅畫面的未來感和酷炫程度或許就要大打折扣了—現(xiàn)有的Wi-Fi技術(shù)，還不能完全去掉這些線纜，特別是在視頻傳輸這類需要高信息傳輸速率的情況下。

根據(jù)Wi-Fi目前的數(shù)據(jù)傳輸速率，要想通過藍(lán)光播放器、外接顯示和音響等設(shè)備，完整地看完一部4K高清立體聲電影，可能仍無法擺脫丑陋的線纜。

“我們每天創(chuàng)作和使用的內(nèi)容越來越豐富，例如4K視頻、高清電影、音樂等等。無線通訊行業(yè)需要為未來5年增長千倍的移動數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備。”高通創(chuàng)銳訊產(chǎn)品管理總監(jiān)Mark Grodzinsky對《第一財(cái)經(jīng)周刊》說。而隨著人們對視頻和音頻質(zhì)量的要求越來越高，這種需求會更加迫切。

2014年年中，高通收購了60GHz Wi-Fi技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者Wilocity，意圖通過60GHz這一頻段提升網(wǎng)絡(luò)容量。

目前Wi-Fi普遍使用的頻段有兩個，分別是2.4GHz和5GHz，低頻率對應(yīng)的帶寬較小，每個頻段劃分出的信道也少，并且大多數(shù)更加優(yōu)質(zhì)的信道被電視、衛(wèi)星等其他功能占用，留給Wi-Fi技術(shù)的信道數(shù)量少，質(zhì)量也不算最好。

60GHz不一樣的地方在于，它是一個還未被Wi-Fi和其他主流消費(fèi)電子設(shè)備使用的頻段，這個頻段擁有大量的可用資源。由于它的頻率相較于2.4GHz和5GHz高很多，因此信道更寬，較IEEE 802.11n(現(xiàn)有Wi-Fi技術(shù)的一種)的可用通道寬度提升了近50倍。這樣的直接結(jié)果就是數(shù)據(jù)傳輸速率的大幅度提升。

Wi-Fi的誕生是在2000年，當(dāng)時的數(shù)據(jù)傳輸速率僅有11米/秒。15年后的今天，普通Wi-Fi的數(shù)據(jù)傳輸速率理論值達(dá)到了1.3G/秒。而這種被高通創(chuàng)銳訊稱為11ad的技術(shù)能夠讓這一數(shù)值增加至7G/秒，這足以讓一部較大的4K電影在非常短的時間內(nèi)完成設(shè)備與設(shè)備間的無線傳輸。

“打個比方，10車道高速路和單車道路相比，10車道當(dāng)然可以通過更多的車輛。”Mark Grodzinsky說。

事實(shí)上，高速公路不僅因?yàn)槁窙r較好使得汽車的行駛速度更快，路線的設(shè)計(jì)更加明確，點(diǎn)對點(diǎn)的模式也節(jié)省了汽車在普通公路上繞行的時間。11ad技術(shù)也有這樣的優(yōu)勢，通過發(fā)送信號波束使信號傳輸具有更高的指向性，即使在密集的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中也不會受到其他信號的干擾。

這與呈放射狀向各個方向傳輸信號的普通Wi-Fi技術(shù)不同。使用11ad技術(shù)，你不用再參考朋友圈中提供的教程，要將路由器放在家里中間位置的桌子上，并且還需要滿足周圍沒有書本或者其他阻擋物的條件，才能保證網(wǎng)速。

然而，這種依托60GHz頻段的傳播仍然存在一些問題，高頻率導(dǎo)致它的傳播范圍不如Wi-Fi那么廣，也沒有Wi-Fi那么好的穿墻性，這讓在多個房間同時使用無線網(wǎng)絡(luò)的家庭會遇到一些困難。

高通創(chuàng)銳訊的辦法是，通過使用三頻Wi-Fi方案解決這個問題，也就是說與現(xiàn)有的Wi-Fi技術(shù)融合，在11ad覆蓋不到的區(qū)域，通過“快速場景轉(zhuǎn)移”(Fast Session Transfer)技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩個頻段間的無縫轉(zhuǎn)換，而不中斷任何系統(tǒng)中正在運(yùn)行的應(yīng)用。

由微軟[微博]、戴爾[微博]、三星[微博]、華為、英特爾[微博]、松下等廠商共同成立的無線千兆聯(lián)盟(Wireless Gigabit Alliance，縮寫為WiGig)，正在著手于推動11ad技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。而今年，或?qū)⑹侨〉煤艽蟪晒囊荒辍?/p>

戴爾已經(jīng)推出了支持11ad技術(shù)的超極本Latitude 6430u，三星計(jì)劃在今年將該技術(shù)用于移動、醫(yī)療及智能家居產(chǎn)品中。松下采用此技術(shù)的SD卡也預(yù)計(jì)將在今年上市，它能夠使DVD影片在1分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)傳輸，全程無需使用線纜。

而除了11ad技術(shù)，可見光通信技術(shù)也可能成為Wi-Fi的另一個“替代者”。

早在2004年，日本慶應(yīng)義塾大學(xué)的一名教授就提出利用廣布的LED燈泡作為基站，進(jìn)行無線傳輸?shù)南敕ā?011年，德國物理學(xué)家Harald Hass在TED Global上首次向外界展示了這個被稱為Li-Fi的技術(shù)。它通過一盞LED燈泡傳輸高清視頻信號，而當(dāng)Hass用手擋住光后，正在大屏幕上播放的高清視頻戛然而止。甚至在中國，復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院也在進(jìn)行類似技術(shù)的研發(fā)。

Li-Fi技術(shù)通過在LED燈上安裝的微芯片來實(shí)現(xiàn)。微芯片控制LED燈每秒達(dá)數(shù)百萬次的閃爍，燈亮或燈強(qiáng)代表1，燈滅或燈暗代表0。這樣，二進(jìn)制的數(shù)據(jù)就被編碼成了燈光信號，雖然人眼無法察覺這么微弱且快速的燈光變化，但它卻能夠被光敏感應(yīng)器感應(yīng)，并通過安裝在終端設(shè)備上的特制接收裝置進(jìn)行解碼，實(shí)現(xiàn)信號傳輸。

有研究者表示，希望未來的25年內(nèi)，人們可以實(shí)現(xiàn)用“燈泡”手機(jī)上網(wǎng)。而這種低輻射、低成本、信號傳輸快的技術(shù)，還可能應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。比如通過分布在車前后的車燈傳輸信號，路上行駛的車與車之間、車與信號燈之間不借助其他裝置就能夠進(jìn)行“溝通”。

然而，Li-Fi技術(shù)也有弊端。由于其只有下行通道，沒有上行通道，意味著其終端設(shè)備只能接收信息，無法向LED燈泡回傳信息。另外，當(dāng)有人經(jīng)過阻擋了燈光，就會造成斷網(wǎng)。

同11ad技術(shù)一樣，Li-Fi目前并不能完全取代現(xiàn)有的無線通訊技術(shù)，而是將會在未來與Wi-Fi技術(shù)相互補(bǔ)充。所以，在可見的未來，家中的“萬物”聯(lián)網(wǎng)，或許將通過多種技術(shù)結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)—比如傳統(tǒng)的Wi-Fi外，再點(diǎn)亮一盞燈。