A internet como está agora tornou-se tão omnipresente como a canalização de interior. Tornou-se tão omnipresente que ficamos fascinados por lugares sem ligação à Internet ou até mesmo sem um sinal WiFi. Além disso, o que antes era rotulado como uma forma de luxo tornou-se agora uma necessidade de viver normalmente no mundo moderno.
A internet tornou-se tão enraizada na sociedade moderna que se toda a internet parar de funcionar, os resultados podem ser catastróficos, pois a maior parte dos governos do mundo depende da internet para fornecer funções básicas. Isso também é descontando o fato de que as empresas modernas dependem fortemente da internet não apenas como um meio de adquirir e fazer negócios, mas também para executar muitas tarefas diárias diferentes que são cruciais para o negócio.
Dada a gravidade e a enorme importância da internet, ela continua a ver crescer a demanda por seu uso, contribuindo muito para o congestionamento das redes. Isto requer novas tecnologias para satisfazer esta crescente demanda e oferecer melhores resultados. Ao explorar a possibilidade de alternativas, uma dessas alternativas exploradas para substituir a tecnologia WiFi predominante é LiFi.
Definindo LiFi
O termo LiFi, que é abreviatura de Light Fidelity, foi cunhado por um dos pioneiros na tecnologia, o Professor Harald Haas durante um TEDx TALK no ano de 2011. Foi nomeado em homenagem ao seu predecessor, e à tecnologia actualmente prevalecente, WiFi, que significa Wireless Fidelity.
LiFi é uma das mais recentes tecnologias de comunicação que visam melhorar a tecnologia actual, fazendo uso da comunicação por luz visível em oposição às ondas de rádio utilizadas por WiFi. A introdução do LiFi apresenta um novo paradigma para a tecnologia sem fio ótico, pois visa fornecer conectividade dentro de um ambiente localizado e, ao mesmo tempo, renunciar ao uso de cabos de fibra ótica como meio de transferência de luz. Em vez disso, ele faz uso de iluminação LED aérea comumente encontrada em residências como um meio de transporte. Atualmente, a tecnologia é capaz de alcançar uma taxa máxima de transferência de dados de 224 gigabits por segundo – o equivalente a transferir 18 filmes HD a cada segundo.
Como funciona o LiFi?
LiFi faz uso da luz visível através de iluminação aérea para a transmissão de dados. Isto é possível através da utilização de um sistema de Comunicações de Luz Visível (VLC) para a transmissão de dados. Um sistema VLC tem dois componentes qualificáveis:
- Pelo menos um dispositivo contendo um fotodíodo para receber sinais de luz; e
- Uma fonte de luz equipada com uma unidade de processamento de sinais para a transmissão de sinais.
A fonte de luz VLC pode ser na forma de uma lâmpada fluorescente ou de um díodo emissor de luz (LED). No entanto, as lâmpadas LED são a fonte de luz VLC mais ideal, uma vez que um sistema LiFi robusto requer taxas de saída de luz extremamente elevadas. As lâmpadas fluorescentes emitem luz numa banda muito maior de comprimentos de onda, o que a torna uma fonte de luz relativamente menos eficiente do que o LED. O LED, por outro lado, é uma fonte de luz que emite luz numa banda muito estreita de comprimentos de onda, o que o torna uma fonte de luz mais eficiente.
LED é também um semicondutor, o que implica que pode amplificar a intensidade da luz e comutar rapidamente. Esta é uma qualidade importante a procurar em uma fonte de luz VLC, pois o LiFi depende do fluxo constante de fótons emitidos como luz visível para a transferência de dados. Quando a corrente aplicada à fonte de luz é variada lentamente, a fonte de luz diminui e diminui, o que a torna inadequada como fonte de luz, não para o sistema LiFi, mas como um dispositivo para iluminação doméstica. Para obter um equilíbrio entre a fonte de luz VLC e a iluminação doméstica, esta corrente, bem como a saída óptica, é modulada a velocidades extremamente elevadas, tornando-a detectável pelo dispositivo fotodiodo e convertida novamente em corrente eléctrica, mas impenetrável ao olho humano. Uma vez recebidos e desmodulados, estes sinais podem agora ser convertidos num fluxo contínuo de dados binários que contêm vídeos, imagens, áudio, texto ou aplicações facilmente consumíveis em qualquer dispositivo com acesso à Internet.
Porque a tecnologia LiFi ainda está na sua infância relativa, ainda há muito espaço para uma crescente inovação. Uma inovação proposta para a tecnologia existente inclui a criação de um sistema de comunicação bidirecional semelhante à banda larga convencional e WiFi. Isto pode ser feito através da troca de luz visível e luz infravermelha de um fotodetector, permitindo que dispositivos móveis conectados enviem dados para a fonte de luz para um uplink. Outra inovação proposta é a reengenharia dos LEDs RGB multicoloridos para enviar e receber dados em uma gama mais ampla de sinais do que os LEDs brancos revestidos de fósforo monocoloridos.
Is There Really a Really a Need to Replace WiFi?
Considerando as vastas aplicações da Internet na tecnologia moderna (e quase todas as funções básicas do governo e diárias deixam de existir sem ela), talvez haja realmente a necessidade de se fazer melhorias na tecnologia WiFi existente. Isto deve-se às várias limitações na sua utilização de frequências de rádio como meio de transferência de dados. Essas limitações incluem sua cobertura limitada, preocupações de segurança sobre a conectividade, restrição de uso devido a interferência de freqüência e congestionamento de redes.
Does LiFi Stand to Eliminate WiFi?
LiFi é visto como uma alternativa adequada para mitigar, ou mesmo eliminar, todas as limitações do WiFi para redes de dados. Muitos também já chegaram ao ponto de declarar o LiFi como o futuro da conectividade com a Internet. Mas será mesmo? Será que é um argumento a favor da eliminação total do WiFi?
Para ver os méritos do LiFi e responder se este deve ou não substituir o WiFi, é imperativo que alguns aspectos destas duas tecnologias sejam comparados para ver como se acumulam uma contra a outra.
Velocidades de transmissão de dados
Testes conduzidos pela pureLiFi, uma empresa iniciada pelo pioneiro do LiFi, o Prof. Roland Haas, sobre um ambiente controlado, revelou que o LiFi produz velocidades superiores a 100 Gbps. Alguns testes revelaram até que ele pode fornecer dados de até 224 Gbps. Essas velocidades estão claramente milhas à frente das produzidas pelo WiFi, que atualmente está a um máximo de 100 Mbps. Isto deve-se ao facto de o espectro da luz visível ser 1.000 vezes maior do que o espectro RF, que é apenas cerca de 300 GHz.
Eficiência energética
Em WiFi, a transmissão de dados requer ter dois rádios para a transmissão de ondas de rádio. Estes rádios comunicam entre si continuamente através de transmissores de RF instalados dentro do rádio e um chip de banda de base, que absorve muita energia apenas para discernir os sinais de dados do ruído de vários outros dispositivos que utilizam a mesma frequência de rádio. Em contraste, o LiFi faz uso de luzes LED aéreas como um meio de transmissão de dados. Como só requer uma fonte de luz e um fotodíodo para decodificar os sinais de luz, todo o processo de transmissão e comunicação de dados requer menos energia geral. Além disso, as luzes LED são utilizadas em oposição a outras formas de lâmpadas, tornando-o uma fonte de luz mais eficiente.
Cobertura
Porque o WiFi faz uso de ondas de rádio como um meio para a transferência de dados, ele possui uma cobertura mais ampla, pois os sinais WiFi podem alcançar distâncias de até 32 metros (embora as conexões sejam frequentemente lentas a essas distâncias). Isto porque as ondas de rádio são capazes de passar através das paredes. Esta é talvez a maior limitação para o LiFi uma vez que a luz visível não pode passar através das paredes, limitando a área de cobertura às salas onde o transmissor LED está instalado.
Segurança
A cobertura limitada do LiFi também pode ser vista como uma coisa boa uma vez que aumenta a segurança da rede. Novamente, como os sinais LiFi não podem passar através das paredes, a interferência de forças externas é limitada. Isto também o torna ideal para uso em áreas sensíveis onde a pirataria e o hacking remoto são predominantes. Como tal, ele é adequado para uso em áreas envolvidas em pesquisa e desenvolvimento, finanças, defesa e até transporte em massa.
Densidade de dados
Uma das maiores limitações do WiFi é sua vulnerabilidade em áreas com alto congestionamento. A transferência de dados dentro de áreas com um alto volume de usuários tende a ser mais lenta do que em áreas com menor volume de usuários. Por outro lado, o LiFi não está sujeito às mesmas limitações e, na verdade, funciona bem em ambientes muito densos. Especialmente em áreas onde muitas lâmpadas estão presentes, o LiFi ainda pode produzir altas velocidades, pois cada fonte de luz VLC pode fornecer a mesma velocidade, mesmo com vários usuários.
Conclusion
Os benefícios que você pode ganhar com o LiFi são imensos. Isto não é para descartar o facto de o WiFi ter certamente ajudado a melhorar a qualidade de vida exponencialmente, uma vez que ajudou a abrir caminho para uma comunicação mais rápida e para a melhoria até das funções mais básicas da sociedade. No entanto, ele sucumbiu a muitos factores diferentes que também afectaram o seu desempenho. Esses fatores incluem congestionamento, limitações de uso devido à interferência com outras funções e saturação da largura de banda, o que expõe claramente as deficiências desta tecnologia existente.
A introdução do LiFi é certamente bem-vinda. Naturalmente, com limitações na infra-estrutura básica, a substituição total do WiFi em favor do LiFi é quase impossível. Entretanto, o que ele apresenta é uma opção viável que pode ser usada como alternativa, especialmente em áreas sensíveis à tecnologia predominante.