Az internet a mai formájában már olyan mindenütt jelen van, mint a vízvezeték. Olyannyira mindenütt jelen van, hogy lenyűgöznek minket azok a helyek, ahol nincs internetkapcsolat vagy akár csak WiFi jel. Ráadásul az, amit korábban egyfajta luxusnak neveztek, mára szükségszerűséggé vált ahhoz, hogy normálisan éljünk a modern világban.
Az internet annyira beépült a modern társadalomba, hogy ha az egész internet leállna, annak katasztrofális következményei lennének, mivel a világ kormányainak nagy része az alapvető funkciók biztosítása érdekében az internettől függ. Ez azt a tényt is figyelmen kívül hagyja, hogy a modern vállalkozások nemcsak az üzletszerzés és az üzletkötés eszközeként támaszkodnak nagymértékben az internetre, hanem számos különböző, az üzlet szempontjából létfontosságú napi feladat elvégzéséhez is.
Az internet súlyosságát és puszta fontosságát tekintve folyamatosan növekszik az igény a használata iránt, ami nagyban hozzájárul a hálózati torlódásokhoz. Ez újabb technológiákat tesz szükségessé a növekvő igények kielégítése és a jobb eredmények elérése érdekében. Az alternatívák lehetőségének feltárása során az egyik ilyen alternatíva, amelyet az uralkodó WiFi technológia helyettesítésére használnak, a LiFi.
A LiFi meghatározása
A LiFi kifejezést, amely a Light Fidelity rövidítése, a technológia egyik úttörője, Harald Haas professzor alkotta meg egy 2011-es TEDx TALK során. Nevét elődje és a jelenleg uralkodó technológia, a WiFi után kapta, amely a Wireless Fidelity (vezeték nélküli hűség) rövidítése.
A LiFi az egyik legújabb kommunikációs technológia, amely a WiFi által használt rádióhullámokkal szemben a látható fény kommunikációjának felhasználásával igyekszik javítani a jelenlegi technológián. Bevezetése valójában kettős célt szolgál, mivel célja a háztartások megvilágításának biztosítása, valamint az adatátvitel megkönnyítése.
A LiFi bevezetése új paradigmát jelent az optikai vezeték nélküli technológia számára, mivel célja a helyi környezetben való kapcsolódás biztosítása, miközben lemond az optikai kábelek fényátviteli közegként való használatáról. Ehelyett a háztartásokban általánosan elterjedt LED-es felülvilágítást használja szállítóeszközként. A technológia jelenleg 224 gigabit/másodperc maximális adatátviteli sebességet képes elérni, ami megfelel 18 HD-film másodpercenkénti letöltésének.
Hogyan működik a LiFi?
A LiFi a látható fényt használja a felülvilágításon keresztül az adatátvitelhez. Ez az adatátvitelhez a Visible Light Communications (VLC) rendszer használatával lehetséges. A VLC rendszernek két minősített összetevője van:
- Mindössze egy fotodiódát tartalmazó eszköz a fényjelek vételére; és
- Egy jelfeldolgozó egységgel felszerelt fényforrás a jelek továbbítására.
A VLC fényforrás lehet fénycső vagy fénykibocsátó dióda (LED). A LED izzók azonban a legoptimálisabb VLC fényforrás, mivel egy robusztus LiFi rendszer rendkívül nagy fénykibocsátást igényel. A fénycsövek sokkal szélesebb hullámhosszakon bocsátanak ki fényt, ami viszonylag kevésbé hatékony fényforrássá teszi őket, mint a LED-et. A LED ezzel szemben olyan fényforrás, amely nagyon keskeny hullámhosszsávban bocsát ki fényt, így hatékonyabb fényforrás.
A LED emellett félvezető, ami azt jelenti, hogy képes a fény intenzitását felerősíteni és gyorsan kapcsolni. Ez fontos tulajdonság, amelyet egy VLC fényforrásnál keresni kell, mivel a LiFi az adatátvitelhez a látható fényként kibocsátott fotonok állandó áramára támaszkodik. Ha a fényforráshoz kapcsolt áramot lassan változtatjuk, a fényforrás fel-le halványul, ami alkalmatlanná teszi fényforrásként, de nem a LiFi rendszerhez, hanem háztartási megvilágításra szolgáló eszközként. A VLC fényforrás és a háztartási megvilágítás közötti egyensúly megteremtése érdekében ez az áram, valamint az optikai kimenet rendkívül nagy sebességgel modulálódik, így a fotodiódás eszköz által érzékelhetővé és elektromos árammá alakíthatóvá válik, de az emberi szem számára nem érzékelhető. Miután ezeket a jeleket fogadták és demodulálták, már folyamatos bináris adatfolyammá alakíthatók, amelyek videókat, képeket, hangot, szöveget vagy alkalmazásokat tartalmaznak, amelyek bármely internetképes eszközön könnyen fogyaszthatók.
Mivel a LiFi technológia még viszonylag gyerekcipőben jár, még sok lehetőség van a növekvő innovációra. A meglévő technológia egyik javasolt újítása a hagyományos szélessávhoz és a WiFihez hasonló kétirányú kommunikációs rendszer létrehozása. Ez úgy valósítható meg, hogy a látható fény és az infravörös fény felcserélődik egy fotodetektorból, lehetővé téve a csatlakoztatott mobileszközök számára, hogy adatokat küldjenek vissza a fényforrásnak felfelé irányuló adatátvitelre. Egy másik javasolt újítás a többszínű RGB LED-ek átdolgozása, hogy szélesebb jeltartományban küldjenek és fogadjanak adatokat, mint az egyszínű, foszforral bevont fehér LED-ek.
Tényleg szükség van-e a WiFi lecserélésére?
Az internetnek a modern technológiában való széleskörű alkalmazását figyelembe véve (és szinte minden alapvető kormányzati és napi funkció megszűnik nélküle), talán tényleg szükség van a meglévő WiFi technológia továbbfejlesztésére. Ennek oka a rádiófrekvenciák adatátviteli médiumként való használatának különböző korlátai. Ezek a korlátok közé tartozik a korlátozott lefedettség, a csatlakoztathatósággal kapcsolatos biztonsági aggályok, a frekvenciainterferencia miatti használat korlátozása és a hálózatok túlterheltsége.
A LiFi képes megszüntetni a WiFi-t?
A LiFi-t megfelelő alternatívának tekintik a WiFi összes korlátjának enyhítésére vagy akár megszüntetésére az adathálózatok esetében. Sokan odáig mentek, hogy a LiFi-t az internetkapcsolat jövőjének nyilvánították. De vajon tényleg az? Megalapozza-e azt, hogy a WiFi-t teljesen ki kell iktatni?
A LiFi előnyeinek megismeréséhez és annak megválaszolásához, hogy fel kell-e váltania a WiFi-t, elengedhetetlen e két technológia néhány szempontjának összehasonlítása, hogy lássuk, hogyan viszonyulnak egymáshoz.
Adatátviteli sebességek
A pureLiFi, a LiFi úttörője, Prof. Roland Haas által alapított cég által ellenőrzött környezetben végzett tesztek során a LiFi 100 Gbps feletti sebességet produkált. Egyes tesztek még azt is kimutatták, hogy akár 224 Gbps sebességű adatátvitelre is képes. Ezek a sebességek egyértelműen mérföldekkel megelőzik a WiFi sebességét, amely jelenleg legfeljebb 100 Mbps sebességű. Ez annak köszönhető, hogy a látható fény spektruma 1000-szer nagyobb, mint az RF spektrum, amely csak körülbelül 300 GHz.
Energiahatékonyság
A WiFi esetében az adatátvitelhez két rádiókészülékre van szükség a rádióhullámok továbbításához. Ezek a rádiók folyamatosan kommunikálnak egymással a rádióba és egy alapsávos chipbe épített RF-adókon keresztül, amelyek sok energiát vesznek fel csak azért, hogy az adatjeleket megkülönböztessék az ugyanazt a rádiófrekvenciát használó számos más eszköz zajától. Ezzel szemben a LiFi az adatátvitel közegeként a fej feletti LED-fényeket használja. Mivel csak egy fényforrásra és egy fotodiódára van szükség a fényjelek dekódolásához, az adatátvitel és a kommunikáció teljes folyamata összességében kevesebb energiát igényel. Ráadásul a LED-lámpákat más izzókkal szemben használják, így hatékonyabb fényforrás.
Fedettség
Mivel a WiFi rádióhullámokat használ az adatátvitelhez, szélesebb lefedettséggel büszkélkedhet, mivel a WiFi jelek akár 32 méteres távolságot is elérhetnek (bár a kapcsolatok gyakran lassúak ilyen távolságokban). Ennek oka, hogy a rádióhullámok képesek áthatolni a falakon. Ez talán a LiFi legnagyobb korlátja, mivel a látható fény nem képes áthaladni a falakon, így a lefedettségi területet azokra a helyiségekre korlátozza, ahol a LED-adó van felszerelve.
Biztonság
A LiFi korlátozott lefedettsége jó dolognak is tekinthető, mivel növeli a hálózat biztonságát. Mivel a LiFi jelek nem tudnak áthaladni a falakon, a külső erők által okozott interferencia is korlátozott. Ez szintén ideálissá teszi a használatát olyan érzékeny területeken, ahol a távoli kalózkodás és a hackelés elterjedt. Mint ilyen, alkalmas a kutatás-fejlesztéssel, pénzügyekkel, védelemmel, sőt tömegközlekedéssel foglalkozó területeken való használatra.
Adatsűrűség
A WiFi egyik legnagyobb korlátja a nagy zsúfoltságú területeken való sebezhetőség. A nagyszámú felhasználóval rendelkező területeken az adatátvitel általában lassabb, mint a kisebb felhasználószámmal rendelkező területeken. Ezzel szemben a LiFi-t nem érintik ugyanezek a korlátok, sőt, nagyon sűrű környezetben is jól működik. Különösen olyan területeken, ahol sok villanykörte van jelen, a LiFi még mindig nagy sebességet tud produkálni, mivel minden egyes VLC fényforrás ugyanazt a sebességet tudja biztosítani, még több felhasználó esetén is.
Következtetés
A LiFi által elérhető előnyök óriásiak. Ez nem jelenti azt a tényt, hogy a WiFi biztosan hozzájárult az életminőség exponenciális javulásához, mivel segített megnyitni az utat a gyorsabb kommunikáció és a legalapvetőbb társadalmi funkciók javulása előtt. Azonban számos különböző tényezőnek engedett, amelyek szintén befolyásolták a teljesítményét. Ezek közé a tényezők közé tartozik a torlódás, a más funkciókkal való interferencia miatti használati korlátozások és a sávszélesség telítődése, ami egyértelműen feltárja ennek a meglévő technológiának a hiányosságait.
A LiFi bevezetése minden bizonnyal üdvözlendő. Természetesen az alapvető infrastruktúra korlátai miatt a WiFi teljes kiváltása a LiFi javára szinte lehetetlen. Amit azonban bemutat, az egy életképes lehetőség, amely alternatívaként használható, különösen azokon a területeken, amelyek érzékenyek az uralkodó technológiára.