光速WiFi三年內(nèi)可商用 速度最快可提升14倍

使用反射紅外線代替無線電波在空氣中傳輸數(shù)據(jù)的無線網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)達(dá)到每秒一千兆比特的速度———這比目前最快的WiFi網(wǎng)絡(luò)還要快上6至14倍。

這種光網(wǎng)絡(luò)尤其適合在醫(yī)院、飛機(jī)和工廠使用，因?yàn)樵谶@些區(qū)域中，射頻傳輸會(huì)干擾導(dǎo)航設(shè)備、醫(yī)療器械或控制系統(tǒng)，而光網(wǎng)絡(luò)可以提供更快更安全的通信。另一種潛在應(yīng)用是用于家庭影院的無線網(wǎng)絡(luò)：該系統(tǒng)每秒要傳輸1.6G b的數(shù)據(jù)，從而能夠在房間內(nèi)傳播兩個(gè)獨(dú)立的高清電視頻道，超出所有現(xiàn)存的無線電系統(tǒng)的帶寬。

光無線網(wǎng)絡(luò)：超快速度　更高安全性

這個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究生賈利爾·法德魯拉和該校電機(jī)工程教授兼信息通信技術(shù)研究中心主任穆赫森·凱夫拉德共同建造和測(cè)試--通過調(diào)制一束聚焦在天花板上的紅外光，同時(shí)使用一種特別改裝的光電探測(cè)器收集反射光，數(shù)據(jù)得以在房間里傳輸。測(cè)量結(jié)果顯示，該系統(tǒng)能夠支持的數(shù)據(jù)傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出1G b/s。

事實(shí)上，從上世紀(jì)70年代后期開始，已經(jīng)有研究人員研究室內(nèi)光通信。IBM蘇黎世實(shí)驗(yàn)室的工程師們?cè)诋?dāng)時(shí)建立了首個(gè)工作系統(tǒng)。但因?yàn)楫?dāng)時(shí)互聯(lián)網(wǎng)仍處于嬰兒期，也不存在對(duì)無線寬帶系統(tǒng)的需求，因此這項(xiàng)技術(shù)停滯不前，直到近幾年，它的吸引力才再度顯現(xiàn)。

“凱夫拉德的演示是迄今為止論證過的室內(nèi)無線光網(wǎng)絡(luò)中速度最快的?！彼虼拇髮W(xué)的電子與計(jì)算機(jī)工程助理教授瓦倫西亞·M·喬伊納說。她指出，凱夫拉德和法德魯拉實(shí)現(xiàn)的傳輸距離，以及他們使用漫射光而不是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的光系統(tǒng)，都非常重要。“對(duì)室內(nèi)光信號(hào)高速傳輸能力的論證存在著許多挑戰(zhàn)，”她說?！八軌蚴褂蒙⑸涔庋菔境鲆粋€(gè)速度為1Gb/s的系統(tǒng)，這項(xiàng)成果的意義相當(dāng)重大。它大大降低了收發(fā)系統(tǒng)的復(fù)雜性。”

英特爾(博客)、西門子埋頭試驗(yàn)　預(yù)計(jì)三年內(nèi)可商用

凱夫拉德和法德魯拉建造的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用低能量的紅外激光，這可以防止對(duì)眼睛或皮膚的潛在傷害。他們通過一個(gè)透鏡聚焦光線，在天花板上生成一個(gè)橢圓形的光斑；然后使用一個(gè)叫做雪崩式光敏二極管的高靈敏度的光線探測(cè)器，收集從天花板反射的光線。他們用一個(gè)塑料的全息透鏡從天花板光斑收集足夠的反射光，并將它聚焦在光敏二極管的感光區(qū)域。通過使用這些透鏡，凱夫拉德和法德魯拉可以在一個(gè)面積為8m×4m的房間里傳輸1G b/s的光信號(hào)。

自由空間光通信網(wǎng)絡(luò)早已用于遠(yuǎn)距離的寬帶數(shù)據(jù)傳輸，但是激光的高能量、對(duì)視線無阻擋的要求和接收器與發(fā)送器之間極其精確的對(duì)準(zhǔn)要求，限制了它們的可用性。凱夫拉德和法德魯拉選擇的低能散射光方法不需要精確對(duì)準(zhǔn)，更適用于室內(nèi)通信。凱夫拉德說他們的系統(tǒng)也能使用可見光和紫外線，像紅外線一樣工作。

英特爾、西門子、索尼、三星、三菱和三洋等公司都在從事光無線網(wǎng)絡(luò)的研究，其中幾家公司是紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)(InfraredDataAssoci-ation，IrDA)的成員，這家行業(yè)組織正在開發(fā)紅外無線通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。IrD A最近宣布了工作速度為1G b/s的極短距離的視距紅外通信鏈接的G igaIR標(biāo)準(zhǔn)。而為無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的IEEE 802.15工作組，正在創(chuàng)建使用可見光的無線網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。

凱夫拉德說，在光無線網(wǎng)絡(luò)成為現(xiàn)實(shí)之前，必須進(jìn)行大量的工程。他和法德魯拉在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，所使用的激光、發(fā)射器和接收器并非用于通信；所有這些設(shè)備必須為數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化。然而，凱夫拉德說，如果用于室內(nèi)照明的白色LED燈的開發(fā)繼續(xù)保持它現(xiàn)在的速度，那么三年內(nèi)就可能出現(xiàn)可用的無線光網(wǎng)絡(luò)，“主要限制因素將是行業(yè)及其政策，以及消費(fèi)者的需求。”

業(yè)界說法

“光無線網(wǎng)絡(luò)比無線電網(wǎng)絡(luò)更能減少干擾和提供更高的安全性。無線電信號(hào)可以穿透墻壁和房門，然而光不可以，這使得光無線網(wǎng)絡(luò)易于進(jìn)行頻率復(fù)用，并且難以攔截傳輸。他還指出，與無線電射頻不同，各類光(包括紅外線、可見光、紫外線)的光譜區(qū)均沒有受到全球管制。這使得光無線網(wǎng)絡(luò)更易于商業(yè)化。

——— 賓夕法尼亞州立大學(xué)電機(jī)工程教授凱夫拉德

“光速WiFi或許會(huì)成為下一代無線通信技術(shù)。光將帶來比無線電射頻更高的數(shù)據(jù)速率，而且無線電射頻的頻譜本已十分擁擠?！?/p>

———加州大學(xué)河濱分校的電機(jī)工程教授徐正元