Андрей Смирнов
Время чтения: ~22 мин.
Просмотров: 0

Как технология li-fi повлияет на 5g и заменит ли она wi-fi

Причем здесь Philips

Компания Philips является крупнейшим производителем светодиодных решений для частного и промышленного использования, потому она просто не смогла проигнорировать такой интересный проект. Сначала на базе Li-Fi компания разработала программу помощи покупателям супермаркетов, чтобы те не блуждали по гастрономическим коридорам. Покупателю необходимо установить на смартфон специальное приложение и внести туда список покупок. Приложение определит его точное местоположение в супермаркете и проложит путь к товарам из списка.

В 2018 году Philips начала масштабное тестирование технологии Li-Fi в офисах французской компании Icade в Париже. Для этой цели специально были разработаны два продукта: PowerBalance gen2 для больших помещений и LuxSpace для отдельных кабинетов. Технология обеспечивает доступ к интернет-сети на скорости до 30 Мбит/с, причем лампы одновременно выполняют основную функцию: освещают помещение. Для работы сети используются специальные адаптеры, которые подключаются к персональным компьютерам сотрудников. В свою очередь, светодиодные лампы оснащены встроенными модемами, которые отвечают за модуляцию света.

Сравнение WLAN и Li-Fi

При более высокой скорости передачи данных до 1 Гбит / с Li-Fi HotSpot имеет большое преимущество перед стандартами, такими как WLAN. Использование Li-Fi глобального нерегулируемого спектра света дает ему огромное количество доступной полосы пропускания. Практическая скорость передачи данных ограничена только оптоэлектронными компонентами, выбранными для модуляции и демодуляции.

Использование нерегулируемого спектра приносит дополнительные преимущества. Различные правила радиочастотного спектра в разных странах часто предусматривают дорогостоящее внедрение машин и систем со встроенными компонентами беспроводной передачи данных. Технология Li-Fi устраняет эти расходы.

Система также имеет возможности реального времени. Первоначально разработанный для компьютерной коммуникации, WLAN предлагает пакетную асинхронную передачу данных. Напротив, Li-Fi непрерывно отправляет данные, что делает их сопоставимыми с потоковой передачей. Таким образом, Li-Fi может обеспечить надежную работу приложений, в которых вычисление и передача данных не могут превышать заданный временной интервал.

Li-Fi также выгоден тем, что несколько каналов передачи данных могут быть построены параллельно в пространственном мультиплексировании, чтобы между отдельными каналами передачи данных не возникало никаких помех. Это обеспечивает безопасную, беспорядочную промышленную среду, устраняющую трудоемкую идентификацию и устранение сбоев в системе. Кроме того, Li-Fi обеспечивает высокую плотность ячеек передачи данных, при этом каждый из них может соответственно получить доступ к 100% доступной полосы пропускания. Таким образом, пропускная способность для больших помещений может быть значительно увеличена.

Хотя Li-Fi может представлять некоторые проблемы, но это чрезвычайно выгодно с точки зрения безопасности данных. Поскольку они поглощаются черными телами и отражаются яркими телами, как и видимый свет, так инфракрасное излучение не могут проникать в окружающие объекты. Внешние приемники за стенами больше не могут получать доступ к передаваемым данным, что делает Li-Fi привлекательной альтернативой WLAN.

Принцип действия

Когда постоянный ток проходит через LED светодиод происходит излучение непрерывного потока протонов, выдающего видимое свечение. При изменении освещения также меняется интенсивность свечения. Светодиодные лампы являются полупроводниковыми устройствами, поэтому интенсивность излучения и ток можно модулировать на достаточно высоких скоростях.

Подобные изменения свечения можно улавливать с помощью специального фоторедуктора, чтобы преобразовать их обратно в электрический ток. Человеческий глаз просто неспособен увидеть модуляцию интенсивности свечения. Впоследствии этого связь является непрерывной. В результате этого технология Li-Fi позволяет передавать данные с помощью светодиодной лампочки на невероятно высокой скорости.

Li-Fi осуществляет свою работу путем модулирования двоичного кода потока света от специального светодиодного источника. Премно-передающее устройство практически нечем не отличается от стандартной светодиодной лампочки. Приемные датчики, которые подключаются к компьютеру или цифровому электронному устройству позволяют получать информацию лишь в тот момент, когда на них падает свет от источника Li-Fi.

Естественно, что это будет накладывать определенные ограничения на дальнейшую возможность использования этой технологии. Однако, такую оптическую связь можно считать намного безопаснее, чем традиционный Wi-Fi. Еще к одной особенности можно отнести то, что использовать технологию Li-Fi можно будет, даже в местах, где запрещено использовать оборудование, которое излучает посторонние радиоволны. Это салоны самолетов, а также реанимационные палаты медицинских учреждений.

Недостатки Li-Fi

И хотя Li-Fi значительно быстрее Wi-Fi (в теории до 224 Гбит/с), но до сих пор почти нигде не используется из-за своего главного недостатка: свет не может проникать сквозь стены и прочие препятствия. Инженеры предлагают использовать ретрансляторы, как и в случае с Wi-Fi, но их придется устанавливать в больших количествах.

Тем не менее, работа над развитием технологии Li-Fi не утихает, и значительный вклад в него вносят компании Velmenni, pureLi-Fi и Oledcomm. Они трудятся над созданием эффективных ретрансляторов, новых светодиодных источников света, позволяющих развивать еще более высокую скорость передачи данных, а также над стандартом передачи данных, который будет оптимально подходить и пользователям, и производителям техники. По мнению специалистов, Li-Fi начнет активно вытеснять Wi-Fi уже к концу текущей декады, и к тому же периоду скорость передачи данных при помощи света будет уже в 100 раз выше, чем при помощи радиосигнала.

Standards

Like Wi-Fi, Li-Fi is wireless and similar 802.11 protocols, but it uses ultraviolet, infrared and visible light communication (instead of radio frequency waves), which has much bigger bandwidth.

One part of VLC is modeled after communication protocols established by the IEEE 802 workgroup. However, the IEEE 802.15.7 standard is out-of-date: it fails to consider the latest technological developments in the field of optical wireless communications, specifically with the introduction of optical orthogonal frequency-division multiplexing (O-OFDM) modulation methods which have been optimized for data rates, multiple-access and energy efficiency. The introduction of O-OFDM means that a new drive for standardization of optical wireless communications is required.

Nonetheless, the IEEE 802.15.7 standard defines the physical layer (PHY) and media access control (MAC) layer. The standard is able to deliver enough data rates to transmit audio, video and multimedia services. It takes into account optical transmission mobility, its compatibility with artificial lighting present in infrastructures, and the interference which may be generated by ambient lighting.
The MAC layer permits using the link with the other layers as with the TCP/IP protocol.[citation needed]

The standard defines three PHY layers with different rates:

  • The PHY 1 was established for outdoor application and works from 11.67 kbit/s to 267.6 kbit/s.
  • The PHY 2 layer permits reaching data rates from 1.25 Mbit/s to 96 Mbit/s.
  • The PHY 3 is used for many emissions sources with a particular modulation method called color shift keying (CSK). PHY III can deliver rates from 12 Mbit/s to 96 Mbit/s.

The modulation formats recognized for PHY I and PHY II are on-off keying (OOK) and variable pulse position modulation (VPPM). The Manchester coding used for the PHY I and PHY II layers includes the clock inside the transmitted data by representing a logic 0 with an OOK symbol «01» and a logic 1 with an OOK symbol «10», all with a DC component. The DC component avoids light extinction in case of an extended run of logic 0’s.[citation needed]

The first VLC smartphone prototype was presented at the Consumer Electronics Show in Las Vegas from January 7–10 in 2014. The phone uses SunPartner’s Wysips CONNECT, a technique that converts light waves into usable energy, making the phone capable of receiving and decoding signals without drawing on its battery. A clear thin layer of crystal glass can be added to small screens like watches and smartphones that make them solar powered. Smartphones could gain 15% more battery life during a typical day. The first smartphones using this technology should arrive in 2015. This screen can also receive VLC signals as well as the smartphone camera. The cost of these screens per smartphone is between $2 and $3, much cheaper than most new technology.

Signify lighting company (formerly Philips Lighting) has developed a VLC system for shoppers at stores. They have to download an app on their smartphone and then their smartphone works with the LEDs in the store. The LEDs can pinpoint where they are located in the store and give them corresponding coupons and information based on which aisle they are on and what they are looking at.

Преимущества и недостатки Li-Fi

It’s all pretty logical and obvious here. 

Преимущества.

  • Скорость. Соединение Li-Fi намного быстрее чем через Wi-Fi-роутеры, в теории, с использованием лазеров, скорость передачи может превышать 200 Гбит/с. Можно будет, например, загрузить фильм в 4K за считанные секунды.
  • Защищенность. Li-Fi тяжело взломать, поскольку сигнал не может проходить сквозсь стены (как и свет) и не покидает комнат дома.
  • Экономичность. Его инфраструктура довольно проста, и подключение к ней может быть таким же простым, как включение лампы. Кроме того, Li-Fi требует меньше компонентов и, следовательно, дешевле Wi-Fi. Считается также, что массовое производство лазеров снизит их стоимость, переведя их на разряд бытового освещения.
  • Иммунитет к электромагнитным помехам. Li-Fi не пересекается и не мешает радиосигналам. Технология VLC вступает в действие в течение наносекунд (единица времени, равная одной миллиардной доле секунды) путем включения светодиодных ламп (LED bulbs).
  • Роутеру не нужно тратить энергию на нагрев (как в случае с Wi-Fi), поэтому он будет работать экономично.
  • Поскольку , компаниям не придется платить за лицензирование радиочастот.

Таким образом Li-Fi — это просто, дешево и практично. В теории.

Пока технология еще находится в тестовом режиме, так как имеются существенные преграды для ее широкомасштабного использования.

Далее нас скорее всего ждет использование различных комбинаций из Li-Fi- и Wi-Fi сетей. Последние будут продолжать существовать до тех пор, пока у Li-Fi остаются нерешенные проблемы.

Недостатки.

  • Через стены сигнал сети не передается. Это значит, что для передачи информации необходима прямая видимость, если не считать отражение от стен, с которым скорость по слухам обещает быть порядка 80 мб в секунду, что тоже как бы не мало. 
  • Солнечный свет, туман или смог на улице могут создавать помехи, хотя производители утверждают, что в будущем Li-Fi адаптируют и для открытых пространств.

«Световое качество»

Профессор Харальд Хаас занимается разработкой «li-fi» уже десять лет. Научным языком эта технология называется «передачей данных видимым светом», или сокращенно VLC («visual light communication»).

В 2011 году Хаас продемонстрировал, что светодиодная лампа, оснащенная технологией обработки сигнала, может передавать на компьютер видеоизображение высокой четкости («high-definition»).

Он же и придумал более звучное название для технологии VLC — «light fidelity» или просто «li-fi».

«Li-fi» обещает стать более дешевым и энергоэффективным методом передачи данных, чем существующие беспроводные радиосистемы, учитывая доступность и повсеместное распространение светодиодов.

Видимый свет — часть электромагнитного спектра, в 10 тысяч раз более широкая, чем спектр радиоизлучения. Потенциально свет может обеспечить практически неограниченную широту канала передачи данных.

По мнению профессора Хааса, еще одно преимущество новой технологии заключается в том, что при равномерном распределении светодиодных передатчиков можно достичь гораздо более точного и стабильного подключения к интернету внутри зданий.

Недостатком традиционных wi-fi-роутеров всегда было то, что сигнал слабеет по мере удаления от передатчика, и в домах и офисах появляются зоны, где связь слабая настолько, что подсоединение к интернету становится нестабильным или вовсе прерывается.

Области применения

Военная промышленность

Покрытие Li-Fi может быть ограничено небольшой освещенной областью, например такой, как палатка. Таким образом, это может ограничивать доступ к конфиденциальной информации при определенных условиях и в тех местах, где мобильные телефоны не могут быть использованы, например, на складах боеприпасов.

Подводная связь

Подводное интернет-соединение — это то, что отличает Wi-Fi и Li-Fi. Свет, в отличие от радиосигналов Wi-Fi, может распространяться в воде. Это может в корне изменить способ коммуникации подводных аппаратов.

Интернет вещей

Благодаря своей впечатляющей скорости, Li-Fi может оказать огромное влияние на Интернет вещей. Учитывая то, что данные передаются на гораздо более высоком уровне, еще большее число подключенных к интернету устройств смогут взаимодействовать друг с другом.

Информационная безопасность

У Li-Fi радиус действия меньше, чем у Wi-Fi, и поэтому он более безопасен в этом плане. Хотя этот параметр и был учтен в минусах, стоит отметить, что с точки зрения безопасности передачи данных, меньший радиус действия можно рассматривать и как положительную сторону. Это может быть очень полезно в отраслях, которые обрабатывают большое количество конфиденциальных данных, например, в здравоохранении.

Summary

Li-Fi, or Light Fidelity, uses light as a medium of data communication. It comes under the umbrella of Optical Wireless Communication (OWC) that includes infrared, visible light and ultraviolet spectrum. Li-Fi uses visible light spectrum in the downlink and infrared spectrum in the uplink.

Li-Fi promises to achieve data rates in excess of 100Gbps. In 2014, 10Gbps was achieved in a lab environment. A year later, Li-Fi achieved 224Gbps. These rates are many times what current Wi-Fi technology can achieve. For this reason, Li-Fi can be categorized as gigabit communication technology.

Li-Fi is expected to complement cellular and Wi-Fi technologies, not replace them. While some proprietary Li-Fi products exist in the market, Li-Fi has still some way to go to become standardized and mainstream.

Будущее Li-Fi

В скором времени, каждое из наших устройств, будет постоянно подключено к интернету, поскольку мы вступаем в т.н. эру «Интернета Всего». Справится ли Wi-Fi с задачей обработки всего этого интернет-трафика в одиночку? Не думаю.

Учитывая постоянно растущий спрос на средства связи, технология Li-Fi имеет хорошие шансы на скорое внедрение, т.к. сможет сочетать освещение и беспроводную передачу данных.

Компания, основанная профессором Геральдом Хаасом в 2012 году, известная как pureLifi, проводит эксперименты и активно исследует достижения в этой области. Стартап Velmenni, находится на передовой этой технологической революции в Индии. Мне кажется, эта технология имеет достаточный потенциал стать повсеместной, так что будьте готовы к ней.

А как насчет 5G?

5G – это название, данное последней версии сотовых мобильных соединений, которая обеспечивает все более высокие скорости работы, чем системы  4G (LTE/WiMax),  3G (UMTS) и  2G (GSM). Беспроводные устройства 5G передают данные с помощью радиоволн местной сотовой антенны и маломощного автоматического трансивера. Местные антенны связаны с телефонной сетью и  Интернетом с высокой пропускной способностью.

5G в 100 раз быстрее, чем 4G. Это увеличение производительности достигается за счет использования высокочастотных радиоволн. Сети 4G, 3G и 2G использовали более низкие частоты в микроволновом диапазоне.

В отличие от сетей 5G и предыдущих сетей, Li-Fi использует радиоволны в видимом спектре, которые намного быстрее и имеют гораздо большую полосу пропускания.

Устройство технологии Li-Fi

Технология Li-Fi представляет собою аббревиатуру Light Fidelity. Это означает беспроводную форму коммуникации с помощью видимого света. Технология оптической беспроводной передачи информации также обеспечивает двустороннюю высокоскоростную мобильную связь с применением света из светодиодов вместо радиоволн. Через световые потоки будет происходить передача двоичных данных. Сам термин Li-Fi придумал немецкий физик Гаральд Гаас.

Для обеспечения работоспособности Li-Fi потребуется следующее аппаратное обеспечение:

  1. Светодиодная система освещения.
  2. Маршрутизатор, который установлен вместе с системой освещения.
  3. Приемник, который должен оснащаться декодером с целью расшифровки светового сигнала.

Li-Fi устроена таким образом, чтобы в качестве беспроводных маршрутизаторов использовались электрические светодиодные лампочки.

В ближайшем будущем интернет будет распространяться через светодиоды

К основным компонентам системы Li-Fi можно отнести:

  • яркий светодиод, который является источником передаваемых данных;
  • кремниевый фотодиод – способен реагировать на видимый свет и является приемником передаваемых данных.

Сама система Li-Fi включает в себя четыре основных компонента:

  1. Светодиодная лампа.
  2. Высокочастотный усилитель цепи питания.
  3. Печатная плата.
  4. Корпус.

Печатная плата необходима для соединения входов и выходов лампы. В нее входит специальный встроенный микроконтроллер, который применяется для управления различными функциями лампы. Радиочастотный сигнал создается твердотельным ВЧ-усилителем цепи питания. С его помощью вблизи лампочки будет создаваться электрическое поле.

Достаточно высокая плотность энергии электрического поля позволяет доводить содержимое лампочки до состояния плазмы. Указанная управляемая плазма и выступает в качестве интенсивного источника света. Все компоненты, которые мы перечислили выше обрамляются алюминиевым корпусом. Для человеческого глаза мерцания светодиодов совершенно незаметны, а цифровой метод модуляции позволяет обеспечить передачу данных до 10 Гбит/с. Чтобы регистрировать переданные пакеты специалисты используют специальный приемник.

Как работает Li-Fi

К последним разработкам можно отнести уникальный смартфон от компании Oledcomm, который осуществляет свою работу под управлением Android. Главной модификацией подобного смартфона является то, что вместо передней камеры на нем присутствует Li-Fi сенсор. Этот сенсор способен получать команды от светодиодных ламп, которые расположены вблизи смартфона, что позволяет просматривать видеоролики или изображения на устройстве.

Также уже был продемонстрирован уникальный прототип компактного внешнего Li-Fi приемника. Он подключается к смартфону через 3.5 мм разъем. Благодаря подобному приемнику появляется возможность получать данные Li-Fi на устройствах, которые не оборудованы модулем. Уже в скором времени Oledcomm планирует внедрить свою разработку в планшеты и смартфоны, что поможет быстро распространить технологию Li-Fi.

Плюсы и минусы по сравнению с Wi-Fi

Плюсы:

Наиболее отличительной особенностью Li-Fi является то, что в отличие от Wi-Fi, она не интерферирует с радиосигналами, что ставит ее в более выигрышные позиции с точки зрения стабильности скорости интернета. Это еще без учета той огромной разницы в скоростях двух видов сравниваемых сетей.

Li-Fi более безопасен и обеспечивает дополнительную конфиденциальность, поскольку свет блокируется стенами и, следовательно, обеспечивает более безопасную передачу данных. В случае использования Wi-Fi, сеть подвержена взлому, поскольку она имеет более широкий охват, и радиочастотный сигнал не может быть заблокирован стенами.

Минусы:

Расстояние покрытия Li-Fi составляет 10 метров, в то время как для Wi-Fi — 32 метра.

Помимо этого, технология Li-Fi не может быть развернута на улице при солнечном свете или в любых нестабильных условиях, она не может работать в темноте при отсутствии светодиодных ламп. Кроме того, увеличение яркости светодиодов, учитывая то, что мы в течение дня проводим большое количество времени за смартфонами и компьютерами, глядя на их экраны, не очень хорошо скажется на наших глазах, особенно если светодиодные лампочки будут всегда включены.

Пара ложек дегтя

Перспективы Li-Fi выглядят интересно, но на практике все не столь радужно. Некоторые ограничения способны перечеркнуть достоинства оптического соединения посредством этой технологии.

Одной из сложностей реализации Li-Fi является потребность в разделении световых потоков. Устройства должны различать сигнал от передатчика и свое собственное излучение, отраженное от стен и иных объектов. Эта проблема решаема (она ведь свойственна и радиосигналу), но она мешает добиться максимальных теоретических скоростей (нескольких Тбит/с).

Более серьезной является проблема стороннего света. Светодиодные лампы в помещении обычно дают освещенность 50-500 лк (люкс), тогда как пасмурным днем на улице – 1000 лк, а в солнечный полдень – до 100000 лк. Проникая через окна, солнечный свет способен напрочь заглушить сигнал Li-Fi в помещении. Бороться с этим можно, используя жалюзи на окнах и постоянное искусственное освещение, но днем на улице организовать связь Li-Fi невозможно.

Организовать Li-Fi на улице можно лишь яркими фонарями, но солнце может перебить и их www.nextlifi.com

Наконец, сложности реализации Li-Fi связаны с мобильностью современной электроники. Для поддержания соединения устройства должны находиться в постоянной видимости, а смартфон в руках не всегда «смотрит» экраном на светильник на потолке. Следовательно, для реализации связи нужно переосмысливать концепцию искусственного освещения, переходя от нескольких люстр и светильников – на точечные LED-лампы, встраиваемые в потолки и стены.

Любители посидеть в темноте (например, перед сном глянуть пару видео на смартфоне или почитать книгу) тоже могут быть не удовлетворены Li-Fi. Ведь для его использования надо, чтобы освещение в комнате было, пусть и не очень интенсивное.

Для использования Li-Fi нужен хотя бы ночник The Daily Dot

Все эти нюансы делают Li-Fi технологией хоть и перспективной, но не универсальной. С одной стороны, она способна обеспечить высокие скорости связи, защищенность локального соединения, и может использоваться там, где радиосигнал нормально не работает. Но с другой стороны – Li-Fi непригоден к уличному применению, нуждается в затенении помещений днем, требует использования более сложных схем освещения.

Плюсы Li-Fi позволяют сделать вывод, что технология продолжит развиваться и уже через несколько лет устройства с ее поддержкой поступят на рынок. Однако заменой Wi-Fi ей стать, однозначно, не суждено. Мобильные устройства продолжат активно использовать радиосигнал.

А как вы думаете, что ждет Li-Fi в перспективе? Найдет ли она массовое применения, и если да, когда это может случиться?

Почему расширением Daily Tab удобно пользоваться каждый день

Даяна Большакова

30 декабря, 2019

Что крутого в официальной игре от HBO «Игра престолов: Зима близко»? Обзор и инсайты

Алексей Антипов

17 января

5 бесплатных расширений для продуктивной работы в Google Chrome

Даяна Большакова

21 января

Зачем вам умные часы: обзор и сравнение 4-х моделей Xiaomi

Ekaterina Shlipoteeva

30 января

Смартфоны с большим экраном от 7 дюймов, доступные в 2020 году

Евгений Васильев

8 августа

Увлажнители воздуха: зачем нужны и как выбрать

Увлажнители воздуха необходимы для поддержания оптимального микроклимата в…

Алексей Антипов

27 апреля

5 бесплатных онлайн-игр, которые затянут надолго

Пересмотрели все сериалы и уже умираете от скуки? Мы собрали подборку…

Майк Лебедев

23 апреля

Почему я все теряю и как перестать быть рассеянным

Даяна Большакова

6 мая

200 красивых имен для девочек и их значения

Имя — это первый подарок, который мы преподносили своему ребенку.

Дарина Лагода

26 сентября, 2018

Личный опыт: как я сэкономила 117 000 рублей на ремонте квартиры в новостройке

Ekaterina Shlipoteeva

22 июня

Тест Hype.tech: Сможете ли вы угадать блюдо по ингредиентам?

Анна Вербицкая

6 июля

Модные женские брюки: тренды 2020 года

Ни один базовый женский гардероб не обойдется без пары (а то и нескольких)…

Яра Брик

18 июля

Перспективы

Несмотря на отставание от графика роста, Li-Fi активно применяется в создании устройств IoT (Интернет вещей), так как это удобно именно для использования в местах с требованием ограничения физического распространения информации, будь то научные институты или военные базы.

Phillips, в свою очередь, внедряет технологию в магазины. Скачав специальное приложение, вы сможете точно отследить своё местоположение и найти желаемый товар, попутно прочитав подробную информацию. Пока это не более чем забава, но инициатива в перспективе привлекательная.

Существует и несколько концептуальных устройств с Li-Fi, таких как смартфон Oledcomm

Представленный в 2014 году гаджет хоть и привлёк внимание, но с точки зрения коммерции был крайне сырой. Однако идея с применением датчика света, с помощью которого смартфон мог бы получать информацию там, где прокладывание интернета нерентабельно или временно невозможно, очень понравилась как производителям, так и посетителям выставки

Если же говорить о том, кто двигает технологию в массы, то это компания PureLiFi, одним из основателей которой является как раз профессор Хаас. Помимо активного сотрудничества с такими гигантами коммуникаций, как Cisco и Lucibel, PureLiFi производит и собственные устройства.

Последнее достижение – LiFi-X. Это система, состоящая из компактного модуля и передатчика, благодаря которой вы сможете организовать защищённую сеть буквально за несколько минут, где бы вы не находились. Кроме того, в середине июля стало известно о сделке PureLiFi с сингапурской компанией Temasek. Контракт на 7 миллионов фунтов предполагает разработку опытного образца Li-Fi системы следующего поколения. Предполагается, что новинку можно будет увидеть в начале следующего года на MWC 2017 в Барселоне.

Применение

В основном на развитие технологи Li-Fi повлияло широкое распространение светодиодов. Li-Fi – это технология, которая отлично подойдет для загрузки прямых трансляций, видео, а также аудио. Подобные задачи предъявляют значительные требования к пропускной способности входных каналов, но требуют минимум мощности исходящих. В результате этого освобождается большая часть уже существующих радиочастотных каналов.

Световой интернет Li-Fi сегодня находит применение в многочисленных областях:

  1. Смарт-освещение. В дальнейшем частное или публичное освещение может быть применено в качестве стандартных точек доступа Li-Fi с применением одной инфраструктуры датчиков и средств связи.
  2. Освобождение радиочастот сотовых сетей. Все пиковые нагрузки могут быть переложены на Li-Fi. В особенности это будет эффективно на входящих коммуникационных каналах, которые имеют узкие места.
  3. Мобильные подключения. Все гаджеты, в которых встроены модули соединения с помощью Li-Fi могут использовать мобильное подключение. Небольшое расстояние обеспечит превосходную и защищенную коммуникацию.
  4. Медицина и охрана здоровья. Особенность света с Li-Fi заключается в том, что он совершенно не создает электромагнитные помехи для медицинского оборудования. Также технология совершенно не подвергается действию МРТ-сканеров.
  5. Опасное производство. Использование Li-Fi технологии позволяет создать полностью безопасную альтернативу электромагнитным излучениям от радиочастотной связи на нефтехимических предприятиях.
  6. Коммуникации под водой. Вода сильно поглощает радиочастоты, поэтому их использование под водой является совершенно нецелесообразным решением. Решить подобные проблемы можно с помощью Li-Fi.
  7. Авиация. Технология может быть задействована с целью уменьшения длины проводки, снижения веса, повышения гибкости в установке оборудования и сидений пассажирского салона, в которых уже установлены LED-светильники. Система развлечений на борту сможет поддерживаться и взаимодействовать с устройствами пассажиров.
  8. Транспорт и транспортные средства. На сегодняшний день уже используются вывески и светофоры, уличные светильники, а также задние фонари и фары. Благодаря этому может быть обеспечена коммуникация между дорожной инфраструктурой и автомобилями в системах управления дорожным движением и обеспечения безопасности.
  9. Игрушки. Светодиоды активно используются во многих детских игрушках. Благодаря этому можно построить недорогую связь между интерактивными игрушками.
  10. Локальные и высокоточные информационные службы такие как реклама и навигация. Они обеспечат людей точной информацией, которая будет связана с конкретным местом и временем.
  11. Государственные учреждения. Здесь важна безопасность и скорость передачи информации. Поэтому технология Li-Fi отлично подойдет.
  12. Применение в быту. В будущем светодиодные лампы будут сразу выполнять две функции. Освещать помещение и создавать беспроводную сеть, которая позволит подключаться к устройствам и выходить в интернет.

Это основные сферы применения новой технологии под названием Li-Fi. Конечно, сфера использования со временем будет только развиваться.

Technology details

li-fi modules

Li-Fi is a derivative of optical wireless communications (OWC) technology, which uses light from light-emitting diodes (LEDs) as a medium to deliver network, mobile, high-speed communication in a similar manner to Wi-Fi. The Li-Fi market was projected to have a compound annual growth rate of 82% from 2013 to 2018 and to be worth over $6 billion per year by 2018. However, the market has not developed as such and Li-Fi remains with a niche market, mainly for technology evaluation.

Visible light communications (VLC) works by switching the current to the LEDs off and on at a very high speed, too quick to be noticed by the human eye, thus, it does not present any flickering. Although Li-Fi LEDs would have to be kept on to transmit data, they could be dimmed to below human visibility while still emitting enough light to carry data.
This is also a major bottleneck of the technology when based on the visible spectrum, as it is restricted to the illumination purpose and not ideally adjusted to a mobile communication purpose. Technologies that allows as roaming between various Li-Fi cells, also known as handover, may allow to seamless transition between Li-Fi.
The light waves cannot penetrate walls which translates to a much shorter range, and a lower hacking potential, relative to Wi-Fi. Direct line of sight is not necessary for Li-Fi to transmit a signal; light reflected off walls can achieve 70 Mbit/s.

Li-Fi has the advantage of being useful in electromagnetic sensitive areas such as in aircraft cabins, hospitals and nuclear power plants without causing electromagnetic interference. Both Wi-Fi and Li-Fi transmit data over the electromagnetic spectrum, but whereas Wi-Fi utilizes radio waves, Li-Fi uses visible, ultraviolet, and infrared light. While the US Federal Communications Commission has warned of a potential spectrum crisis because Wi-Fi is close to full capacity, Li-Fi has almost no limitations on capacity. The visible light spectrum is 10,000 times larger than the entire radio frequency spectrum. Researchers have reached data rates of over 224 Gbit/s, which was much faster than typical fast broadband in 2013. Li-Fi is expected to be ten times cheaper than Wi-Fi. Short range, low reliability and high installation costs are the potential downsides.

PureLiFi demonstrated the first commercially available Li-Fi system, the Li-1st, at the 2014 Mobile World Congress in Barcelona.

Bg-Fi is a Li-Fi system consisting of an application for a mobile device, and a simple consumer product, like an IoT (Internet of Things) device, with color sensor, microcontroller, and embedded software. Light from the mobile device display communicates to the color sensor on the consumer product, which converts the light into digital information. Light emitting diodes enable the consumer product to communicate synchronously with the mobile device.

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации