Internet v současné podobě se stal stejně všudypřítomným jako vnitřní vodovod. Stal se tak všudypřítomným, že nás fascinují místa bez internetového připojení nebo dokonce bez signálu WiFi. Navíc to, co bylo dříve označováno jako určitá forma luxusu, se nyní stalo nutností k normálnímu životu v moderním světě.
Internet se stal natolik zakořeněným v moderní společnosti, že pokud by celý internet přestal fungovat, mohlo by to mít katastrofální následky, protože většina světových vlád je na internetu závislá, aby mohla zajistit základní funkce. Nehledě na to, že moderní podniky jsou na internetu do značné míry závislé nejen jako na prostředku k získávání a uzavírání obchodů, ale také k provádění mnoha různých každodenních úkolů, které jsou pro podnikání klíčové.
Vzhledem k závažnosti a samotnému významu internetu stále roste poptávka po jeho používání, což značně přispívá k přetížení sítě. To vyžaduje novější technologie, aby bylo možné tuto rostoucí poptávku uspokojit a dosáhnout lepších výsledků. Při zkoumání možností alternativ je jednou z takových alternativ, která má nahradit převládající technologii WiFi, LiFi.
Definice LiFi
Termín LiFi, což je zkratka pro Light Fidelity (věrné světlo), zavedl jeden z průkopníků této technologie, profesor Harald Haas, během přednášky TEDx TALK v roce 2011. Byl pojmenován po svém předchůdci a v současnosti převládající technologii WiFi, což je zkratka pro Wireless Fidelity.
LiFi je jednou z nejnovějších komunikačních technologií, která si klade za cíl vylepšit současnou technologii tím, že využívá komunikaci pomocí viditelného světla na rozdíl od rádiových vln, které používá WiFi. Její zavedení vlastně slouží dvojímu účelu, protože jejím cílem je poskytnout domácnostem osvětlení nad hlavou a zároveň usnadnit přenos dat.
Zavedení LiFi představuje nové paradigma pro optickou bezdrátovou technologii, protože jejím cílem je poskytnout připojení v lokalizovaném prostředí a zároveň upustit od používání optických kabelů jako přenosového média pro světlo. Místo toho využívá jako přenosové médium stropní LED osvětlení, které se běžně vyskytuje v domácnostech. V současné době je tato technologie schopna dosáhnout maximální rychlosti přenosu dat 224 gigabitů za sekundu, což odpovídá stažení 18 filmů v HD rozlišení každou sekundu.
Jak LiFi funguje?
LiFi využívá k přenosu dat viditelné světlo prostřednictvím stropního osvětlení. To je možné díky použití systému VLC (Visible Light Communications) pro přenos dat. Systém VLC má dvě kvalifikační složky:
- Aspoň jedno zařízení obsahující fotodiodu pro příjem světelných signálů a
- Světelný zdroj vybavený jednotkou pro zpracování signálu pro přenos signálů.
Světelný zdroj VLC může mít podobu zářivky nebo světelné diody (LED). LED žárovky jsou však nejoptimálnějším zdrojem světla VLC, protože robustní systém LiFi vyžaduje extrémně vysoký světelný výkon. Zářivky vyzařují světlo v mnohem širším pásmu vlnových délek, což z nich činí relativně méně účinný zdroj světla než LED. LED je naproti tomu světelný zdroj, který vyzařuje světlo ve velmi úzkém pásmu vlnových délek, což z něj činí účinnější světelný zdroj.
LED je také polovodič, což znamená, že může zesilovat intenzitu světla a rychle přepínat. To je důležitá vlastnost, kterou je třeba u světelného zdroje VLC hledat, protože LiFi se při přenosu dat spoléhá na konstantní proud fotonů vyzařovaných jako viditelné světlo. Pokud se proud přiváděný do světelného zdroje mění pomalu, světelný zdroj stmívá nahoru a dolů, což jej činí nevhodným jako zdroj světla, nikoliv pro systém LiFi, ale jako zařízení pro osvětlení domácnosti. Aby se dosáhlo rovnováhy mezi zdrojem světla VLC a osvětlením domácnosti, je tento proud i optický výstup modulován extrémně vysokou rychlostí, takže je detekovatelný zařízením s fotodiodou a převeden zpět na elektrický proud, ale lidským okem nepostřehnutelný. Jakmile jsou tyto signály přijaty a demodulovány, mohou být nyní převedeny na nepřetržitý proud binárních dat, která obsahují videa, obrázky, zvuk, text nebo aplikace, které jsou snadno konzumovatelné na jakémkoli zařízení s připojením k internetu.
Protože je technologie LiFi stále ještě v relativních začátcích, je zde stále velký prostor pro rostoucí inovace. Jedna z navrhovaných inovací stávající technologie zahrnuje vytvoření obousměrného komunikačního systému podobného běžnému širokopásmovému připojení a WiFi. Toho lze dosáhnout výměnou viditelného a infračerveného světla z fotodetektoru, což umožní připojeným mobilním zařízením posílat zpět data do zdroje světla pro uplink. Další navrhovanou inovací je přepracování vícebarevných RGB LED diod tak, aby vysílaly a přijímaly data v širším rozsahu signálů než jednobarevné bílé LED diody pokryté fosforem.
Je opravdu potřeba nahradit WiFi?
Vzhledem k rozsáhlým aplikacím internetu na moderní technologie (a téměř všechny základní vládní a každodenní funkce bez něj přestanou existovat), možná je opravdu potřeba přijít s vylepšením stávající technologie WiFi. Důvodem jsou různá omezení při jejím využívání rádiových frekvencí jako média pro přenos dat. Mezi tato omezení patří její omezené pokrytí, obavy o bezpečnost připojení, omezení používání kvůli rušení frekvencí a přetížení sítí.
Does LiFi Stand to Eliminate WiFi?
LiFi je považováno za vhodnou alternativu, která zmírní, nebo dokonce odstraní všechna omezení WiFi pro datové sítě. Mnozí také zašli tak daleko, že prohlásili LiFi za budoucnost internetového připojení. Ale je tomu skutečně tak? Je to důvod k tomu, abychom museli zcela odstranit WiFi?“
Abychom se mohli seznámit s přednostmi LiFi a odpovědět na otázku, zda by mělo nahradit WiFi, je nutné porovnat některé aspekty těchto dvou technologií a zjistit, jak si vzájemně stojí.
Rychlost přenosu dat
Testy provedené společností pureLiFi, kterou založil průkopník LiFi profesor Roland Haas, v kontrolovaném prostředí odhalily, že LiFi dosahuje rychlostí přes 100 Gb/s. To znamená, že LiFi je schopno přenášet data rychlostí přesahující 100 Gb/s. Některé testy dokonce odhalily, že dokáže přenášet data rychlostí až 224 Gb/s. Tyto rychlosti jsou jednoznačně na míle daleko před rychlostmi, které produkuje WiFi, jež se v současné době pohybuje maximálně na úrovni 100 Mb/s. Je to dáno tím, že spektrum viditelného světla je 1000krát větší než spektrum rádiových vln, které má frekvenci jen asi 300 GHz.
Energetická účinnost
U WiFi je k přenosu dat zapotřebí mít dvě rádia pro přenos rádiových vln. Tato rádia spolu nepřetržitě komunikují prostřednictvím RF vysílačů instalovaných v rádiu a čipu základního pásma, který spotřebovává velké množství energie jen proto, aby rozeznal datové signály od šumu několika dalších zařízení využívajících stejnou rádiovou frekvenci. Naproti tomu LiFi využívá jako médium pro přenos dat stropní LED světla. Protože k dekódování světelných signálů je zapotřebí pouze zdroj světla a fotodioda, celý proces přenosu dat a komunikace vyžaduje celkově méně energie. Navíc se na rozdíl od jiných forem žárovek používají světla LED, takže jde o účinnější zdroj světla.
Pokrytí
Protože WiFi využívá jako médium pro přenos dat rádiové vlny, může se pochlubit širším rozsahem pokrytí, protože signály WiFi mohou dosáhnout až do vzdálenosti 32 metrů (i když na tyto vzdálenosti je připojení často pomalé). Je to proto, že rádiové vlny jsou schopny procházet zdmi. To je asi největší omezení LiFi, protože viditelné světlo nemůže procházet zdmi, což omezuje oblast pokrytí na místnosti, kde je nainstalován LED vysílač.
Bezpečnost
Omezené pokrytí LiFi lze také považovat za dobrou věc, protože zvyšuje bezpečnost sítě. Opět díky tomu, že signály LiFi nemohou procházet zdmi, je omezeno rušení vnějšími vlivy. Díky tomu je také ideální pro použití v citlivých oblastech, kde je rozšířeno pirátství a hackerství na dálku. Jako taková je vhodná k použití pro oblasti zabývající se výzkumem a vývojem, finančnictvím, obranou, a dokonce i hromadnou dopravou.
Hustota dat
Jedním z největších omezení WiFi je její zranitelnost v oblastech s vysokým přetížením. Přenos dat v oblastech s vysokým počtem uživatelů bývá pomalejší než v oblastech s nižším počtem uživatelů. Na druhou stranu LiFi nepodléhá stejným omezením a ve skutečnosti funguje dobře i ve velmi hustém prostředí. Zejména v oblastech, kde je mnoho žárovek, může LiFi stále dosahovat vysokých rychlostí, protože každý zdroj světla VLC může poskytovat stejnou rychlost, a to i při více uživatelích.
Závěr
Přínosy, které můžete z LiFi získat, jsou obrovské. Tím nechci snižovat skutečnost, že WiFi jistě pomohlo exponenciálně zlepšit kvalitu života, protože pomohlo připravit půdu pro rychlejší komunikaci a zlepšení i těch nejzákladnějších společenských funkcí. Podlehla však mnoha různým faktorům, které ovlivnily i její výkonnost. Mezi tyto faktory patří přetížení, omezení používání v důsledku rušení jiných funkcí a nasycení šířky pásma, což jasně odhaluje nedostatky této stávající technologie.
Zavedení technologie LiFi je jistě vítané. Samozřejmě vzhledem k omezením v základní infrastruktuře je úplné nahrazení WiFi ve prospěch LiFi téměř nemožné. Co však představuje, je reálná možnost, kterou lze využít jako alternativu zejména v oblastech, které jsou citlivé na převládající technologii.
.