拔掉天線換上激光：360Gbps的下一代Wi-Fi真的要來(lái)了？

把你家路由器拆開(kāi)，拔掉里面的天線，然后塞進(jìn)去25顆微型激光器。

恭喜你，你發(fā)明了下一代家庭網(wǎng)絡(luò)！

其速度遠(yuǎn)超當(dāng)前水平，它就是，激光Wi-Fi。

01 寬帶升級(jí)了，網(wǎng)速卻“卡”在最后 1 米

很多人都有這種困惑：家里的寬帶明明已經(jīng)升級(jí)到了千兆，路由器也買了個(gè)最貴的，但刷視頻偶爾還是會(huì)轉(zhuǎn)圈圈。尤其當(dāng)全家人都在線——手機(jī)在刷短視頻、電腦在開(kāi)視頻會(huì)議、電視播著 4K 電影、角落里還有掃地機(jī)器人和智能音箱在蹭網(wǎng)——此時(shí)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)就像早高峰的十字路口，亂成一鍋粥。

為什么？因?yàn)檎嬲钠款i不在于運(yùn)營(yíng)商的入戶光纖，而在于路由器到設(shè)備之間的“最后一段路”。

我們現(xiàn)在用的 Wi-Fi 7 或是 5G，本質(zhì)上都是靠無(wú)線電波傳數(shù)據(jù)。雖然 2.4GHz、5GHz、6GHz 頻段聽(tīng)起來(lái)不少，但在設(shè)備密度極高的現(xiàn)代家庭，這點(diǎn)帶寬就像是幾條窄窄的省道。當(dāng)所有設(shè)備都在同一片頻譜里拼命“搶路”時(shí)，互相干擾和高延遲就成了無(wú)法避免的頑疾。

于是，科學(xué)家們決定徹底換個(gè)賽道：別在擁擠的無(wú)線電頻譜里擠了，我們直接用光！

02 一毫米芯片里的“激光航母編隊(duì)”

最近，國(guó)際頂尖研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室里搭建了一套全新的室內(nèi)無(wú)線通信系統(tǒng)。他們沒(méi)有使用傳統(tǒng)的射頻天線，而是采用了一種基于紅外激光的傳輸方案。

這套系統(tǒng)的核心技術(shù)極其驚人：在一塊面積不到 1 平方毫米（比一粒大米還小得多）的芯片上，他們精密地集成了一組5×5 的微型激光陣列。

它是如何實(shí)現(xiàn)性能飛躍的？

• 多路并行，拒絕排隊(duì)：在實(shí)際測(cè)試中，陣列中的 21 個(gè)激光發(fā)射單元被同時(shí)啟用。不同于傳統(tǒng) Wi-Fi 像是一輛大貨車在跑，這套系統(tǒng)更像是21 條獨(dú)立的高速通道同時(shí)并排工作
• 恐怖的吞吐量：每一路激光都在獨(dú)立傳輸數(shù)據(jù)，總帶寬疊加后，整體吞吐量直接飆升至360Gbps
• 碾壓級(jí)性能：這個(gè)數(shù)字是什么概念？它是目前 Wi-Fi 7 理論峰值速度的7 倍多。下載一部超高清電影，可能真的只需要你眨一下眼的時(shí)間。

你可能會(huì)問(wèn)：這么多束激光在一個(gè)房間里亂晃，難道不會(huì)互相干擾、互相覆蓋嗎？

這正是該項(xiàng)研究中最具工程美感的部分。研究人員為每一束激光都量身定制了一套微型光學(xué)透鏡系統(tǒng)。

這些透鏡的作用就像是精密的“交通指揮官”：它先將激光束進(jìn)行校準(zhǔn)，再精確地整形為規(guī)則的光斑，最后在接收面上排列成一個(gè)整齊的光學(xué)網(wǎng)格。

空間分割多路復(fù)用（SDM）： 空間中的不同區(qū)域被不同的激光束精準(zhǔn)覆蓋。每一束光只負(fù)責(zé)自己那一塊“領(lǐng)地”，最大限度減少重疊。這意味著在一個(gè)大客廳里，你的手機(jī)、平板和電視可以各自獨(dú)享一條專屬的激光通道，互不干擾，真正實(shí)現(xiàn)了物理層面的“專線專供”。

在通信領(lǐng)域，速度往往是以功耗為代價(jià)的。為了追求更高的 Wi-Fi 速率，我們需要更復(fù)雜的算法和更高功率的射頻芯片。但激光通信走的是另一條路。

由于激光具有極強(qiáng)的定向性，能量高度集中，它不需要像無(wú)線電波那樣對(duì)著整個(gè)房間漫無(wú)目的地“廣播”。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，這套系統(tǒng)的能耗大約只有1.4 納焦每比特 (nJ/bit)。

這意味著什么？它的能耗效率大約是目前最先進(jìn) Wi-Fi 技術(shù)的兩倍。在未來(lái)，這種低功耗、高帶寬的特性，將使其成為辦公樓、數(shù)據(jù)中心和高密度會(huì)議中心的理想選擇。

05 它是 Wi-Fi 的終結(jié)者嗎？

雖然數(shù)據(jù)很漂亮，但我們也要理性看待：激光 Wi-Fi 短期內(nèi)并不會(huì)徹底消滅 Wi-Fi。

目前它還面臨兩個(gè)天然的挑戰(zhàn)：

1. 距離限制：目前實(shí)驗(yàn)環(huán)境下的穩(wěn)定傳輸距離約為 2 米，這對(duì)于大平層來(lái)說(shuō)還不夠。
2. 遮擋問(wèn)題：激光屬于“視距通信”，只要中間有個(gè)枕頭或者人影晃過(guò)，信號(hào)就會(huì)瞬間切斷。你總不能為了上網(wǎng)，在家里一動(dòng)不動(dòng)吧？

因此，未來(lái)的理想方案是“雙劍合璧”：

• 普通 Wi-Fi負(fù)責(zé)全屋的基礎(chǔ)覆蓋，保證你在廁所也有信號(hào)；
• 激光專線負(fù)責(zé)高帶寬、低延遲的重點(diǎn)區(qū)域。比如你的電競(jìng)桌面、VR 游戲區(qū)，或者是需要實(shí)時(shí)同步海量數(shù)據(jù)的家庭工作站。

從無(wú)線電到紅外激光，人類對(duì)速度的追求從未停止。這種“拔掉天線換激光”的未來(lái)，正離我們?cè)絹?lái)越近。

最后，如果家里能拉這樣一條“激光專線”，你最想把它對(duì)準(zhǔn)哪個(gè)位置？