Kā 1880. gadā Aleksandrs Grahams Bell uzsāka Li-Fi ar fotofonu

Tikai četrus gadus pēc telefona patentēšanas izgudrotājs Aleksandrs Grahams Bell jau meklēja veidus, kā uzlabot savu jauno tehnoloģiju. Konkrēti, viņš gribēja iet bezvadu režīmā. Funkcionāli vadi ierobežoja Bell izgudrojuma izmantošanu. Galvenais piemērs, kuģi jūrā, būtu ļoti izdevīgi no telefonu tehnoloģijas, bet acīmredzot tos nevarēja piesiet ar vadiem. Bell slaveni prognozēja, ka „diena nāk, kad telegrāfa vadi tiks novietoti uz mājām tāpat kā ūdeni vai gāzi,” bet viņš pilnībā neaptver savu redzējumu. Viņš saprata, ka pilsētas, kas norītas ar biezām melnām stieplēm, varētu būt neglītas pilsētas.

Savā medusmēnešā Bell lasīja par kolēģiem zinātnieku un izgudrotāja Roberta Sabina eksperimentiem ar selēnu, tikko atklātu materiālu, kas reaģēja uz gaismas iedarbību. Sabine eksperimentā viņš varēja vizuāli izmērīt gaismas izmaiņas, kas skāra selēna uztvērēju. Bell teica, ka, ja Selēna reakcija uz gaismas izmaiņām ir pietiekami liela, lai fiziski izmērītu reakcijas, tad bija iespēja izstarot modulētu saules gaismu selēna uztvērējā, radot audio efektu; teorētiski viņš varēja dzirdēt, ko redzēja Sabine.

Lai to paveiktu, Bellam vajadzētu modulēt skaņas viļņus, piemēram, elektrību. Telefons pārraidīja skaņu caur modulēto elektrisko strāvu, kas tika nosūtīta caur telegrāfa vadiem. Selēna uztvērējs tad darbotos kā elektriskās spoles optiskā versija telefona uztvērējā, pārveidojot modulēto gaismu atpakaļ skaņas viļņos.

Protams, Bell bija pilnīgi pareizs. 1880. gada februārī, izmantojot ne vairāk kā tikai metāla metāla režģim pievienotu diafragmu un rudimentāru selēna uztvērēju, Bell klausījās kā palīgs Charles Sumner Tainter's a cappella versija Auld Lang Syne caur viņa austiņām izplūda caur vienu saules gaismu.

Dažu nākamo mēnešu laikā Bell un Tainter uzlaboja fotofona dizainu, nomainot tērauda režģus ar plānu, elastīgu spoguli, kas saliektu un vibrēja no skaņas viļņiem, mainot gaismu, tomēr radot koncentrētāku gaismas spēku. saņemt no lielākiem attālumiem. Kaut arī pirmais tests pārraidīja skaņu vienā telpā, turpmākie testi, izmantojot parabolisko spoguļu uztvērēju, sasniedza aptuveni 700 pēdas attālumu 19 gadus pirms pirmās radio pārraides. Bell bija ieviesis bezvadu audio komunikāciju pasaulei.

Bell bija ekstātisks. Viņš uzskatīja, ka pēc tam, kad tehnoloģija nokļuvusi, skaņas pārraidīšana caur gaismu kādu dienu revolucionizēs saziņas pasauli. Tomēr, lai gan fotofons konceptuāli bija veiksmīgs, Bell - kādreiz pragmatists - zināja, ka tehnoloģija, kas nepieciešama, lai viņa izgudrojums būtu praktisks ikdienas lietošanai, joprojām bija paaudžu attālumā.

Lielākā un acīmredzamākā problēma, paļaujot uz saules gaismu, lai pārraidītu skaņu, ir tā, ka saule nav nepārtraukti redzama: nakts pārraide nebūtu iespējama, un lietus izslēgtu komunikāciju. Gaisma izkliedējas pa attālumu, kas nozīmēja bez ļoti koncentrētas gaismas, pat optimālos apstākļos, bija diezgan īss un galīgs ierobežojums diapazonam ar fotofonu.

Tur bija arī tas: Edisons tikko izgudroja 16 vatu spuldzi. Gāzes gaisma joprojām bija izplatīta vieta, un, lai gan bija iespējams izveidot ļoti koncentrētus mākslīgā apgaismojuma starus ar spoguļiem un stiklu, jebkurai mājai, kas izmanto fotofonu, būtu jābūt burtiskai bākai. Bell pārdeva fotofona patentu Nacionālajam Bell Telephone Company, kura galvenie akcionāri bija viņa tēvs un sieva (pēc Bell atdeva savu interesi par uzņēmumu kā kāzu dāvanu). Bell pats atbalstīja fotofona izstrādi, bet citi Bell Telephone Company inženieri turpmākajās desmitgadēs turpināja uzlabot tehnoloģiju.

Intervijā tieši pirms viņa nāves Bell pasludināja: „Iesaistīto principu nozīmīgumā es uzskatu fotofonu par lielāko izgudrojumu, ko es jebkad esmu izdarījis; Visticamāk, viņš atkal bija taisnība: Gaismas telefonija patiešām mainītu veidu, kādā pasaule paziņoja, bet ne gluži tā, kā to paredzēja Bell. Modernizētas fotofona versijas veiksmīgi tika izmantotas jūras kapacitātēs, jo īpaši pirmā un otrā pasaules kara laikā; gaismas telefonija, atšķirībā no radio viļņiem, bija gandrīz neiespējama pārtvert. 20. gadsimta pirmajā daļā Eiropas kuģniecības uzņēmumi izmantoja fotofona modificētās versijas kā rezerves, ja radiosakari tika pārtraukti.

Ironiski, ka vadi bija trūkstošā sastāvdaļa Bell vieglajam telefonijas sakramentam. Izrādās, ka visefektīvākais veids, kā pārraidīt ļoti koncentrētus modulētos vieglos garos attālumus, ir neticami garš, īpaši plāns stikla vads. Vissvarīgākā Bell bezvadu principu izpausme bija šķiedru optika, ko izmanto, lai pārraidītu tālruni, kabeli un interneta datus visā pasaulē, izmantojot tos pašus vispārējos gaismas telefonijas principus kā Bell oriģinālo fotofonu.