Internetul, în forma sa actuală, a devenit la fel de omniprezent ca și instalațiile sanitare interioare. A devenit atât de omniprezent încât devenim fascinați de locurile fără conexiune la internet sau chiar fără semnal WiFi. Mai mult, ceea ce înainte era etichetat ca o formă de lux a devenit acum o necesitate pentru a trăi normal în lumea modernă.
Internetul a devenit atât de înrădăcinat în societatea modernă încât, dacă întregul internet ar înceta să mai funcționeze, rezultatele ar putea fi catastrofale, deoarece cea mai mare parte a guvernelor lumii depind de internet pentru a asigura funcțiile de bază. Acest lucru face abstracție, de asemenea, de faptul că afacerile moderne se bazează foarte mult pe internet nu numai ca mijloc de achiziție și de desfășurare a afacerilor, ci și pentru a efectua multe sarcini zilnice diferite care sunt cruciale pentru afacere.
Datorită gravității și importanței absolute a internetului, acesta continuă să înregistreze o creștere a cererii de utilizare, contribuind în mare măsură la congestia rețelelor. Acest lucru necesită tehnologii mai noi pentru a face față acestei cereri în creștere și pentru a oferi rezultate mai bune. În explorarea posibilităților alternative, o astfel de alternativă exploatată pentru a înlocui tehnologia WiFi predominantă este LiFi.
Definirea LiFi
Termenul LiFi, prescurtare de la Light Fidelity (fidelitate luminoasă), a fost inventat de unul dintre pionierii acestei tehnologii, profesorul Harald Haas, în timpul unui TEDx TALK în anul 2011. A fost denumit astfel după predecesorul său și tehnologia predominantă în prezent, WiFi, care înseamnă Wireless Fidelity (fidelitate fără fir).
LiFi este una dintre cele mai noi tehnologii de comunicare care urmărește să îmbunătățească tehnologia actuală prin utilizarea comunicării prin lumină vizibilă, spre deosebire de undele radio utilizate de WiFi. Introducerea sa servește, de fapt, unui scop dublu, deoarece urmărește să asigure iluminarea deasupra capului gospodăriilor, precum și să faciliteze transferul de date.
Introducerea LiFi prezintă o nouă paradigmă pentru tehnologia optică fără fir, deoarece urmărește să asigure conectivitate într-un mediu localizat, renunțând în același timp la utilizarea cablurilor de fibră optică ca mijloc de transfer al luminii. În schimb, se folosește de iluminatul aerian cu LED-uri care se găsește în mod obișnuit în gospodării ca mijloc de transport. În prezent, tehnologia este capabilă să atingă o rată maximă de transfer de date de 224 gigabiți pe secundă – echivalentul descărcării a 18 filme HD în fiecare secundă.
Cum funcționează LiFi?
LiFi utilizează lumina vizibilă prin intermediul iluminatului aerian pentru transmiterea de date. Acest lucru este posibil prin utilizarea unui sistem VLC (Visible Light Communications) pentru transmiterea datelor. Un sistem VLC are două componente calificate:
- Acel puțin un dispozitiv care conține o fotodiodă pentru a primi semnale luminoase; și
- O sursă de lumină echipată cu o unitate de procesare a semnalelor pentru transmiterea semnalelor.
Sursa de lumină VLC poate fi sub forma unui bec fluorescent sau a unei diode emițătoare de lumină (LED). Cu toate acestea, becurile cu LED sunt cea mai optimă sursă de lumină VLC, deoarece un sistem LiFi robust necesită rate extrem de ridicate de ieșire a luminii. Becurile fluorescente emit lumină într-o bandă mult mai largă de lungimi de undă, ceea ce face ca aceasta să fie o sursă de lumină relativ mai puțin eficientă decât LED-ul. LED-ul, pe de altă parte, este o sursă de lumină care emite lumină într-o bandă foarte îngustă de lungimi de undă, ceea ce o face o sursă de lumină mai eficientă.
LED-ul este, de asemenea, un semiconductor, ceea ce implică faptul că poate amplifica intensitatea luminii și poate comuta rapid. Aceasta este o calitate importantă de căutat la o sursă de lumină VLC, deoarece LiFi se bazează pe fluxul constant de fotoni emiși sub formă de lumină vizibilă pentru transferul de date. Atunci când curentul aplicat sursei de lumină variază lent, sursa de lumină se întunecă în sus și în jos, ceea ce o face nepotrivită ca sursă de lumină, nu pentru sistemul LiFi, ci ca dispozitiv pentru iluminatul casnic. Pentru a găsi un echilibru între sursa de lumină VLC și iluminarea gospodăriei, acest curent, precum și ieșirea optică, este modulat la viteze extrem de mari, ceea ce îl face detectabil de către dispozitivul fotodiodei și convertit înapoi în curent electric, dar imperceptibil pentru ochiul uman. Odată ce aceste semnale sunt recepționate și demodulate, ele pot fi acum convertite într-un flux continuu de date binare care conțin videoclipuri, imagini, audio, text sau aplicații care pot fi consumate cu ușurință pe orice dispozitiv cu acces la internet.
Pentru că tehnologia LiFi se află încă la un stadiu relativ incipient, există încă mult loc pentru o inovare în creștere. Una dintre inovațiile propuse pentru tehnologia existentă include crearea unui sistem de comunicare bidirecțional similar cu banda largă convențională și WiFi. Acest lucru poate fi realizat prin interschimbarea luminii vizibile și a luminii infraroșii de la un fotodetector, permițând dispozitivelor mobile conectate să trimită date înapoi la sursa de lumină pentru o legătură ascendentă. O altă inovație propusă este reproiectarea LED-urilor RGB multicolore pentru a trimite și primi date pe o gamă mai largă de semnale decât LED-urile albe monocrome acoperite cu fosfor.
Este într-adevăr nevoie de înlocuirea WiFi?
Considerând aplicațiile vaste ale internetului în tehnologia modernă (și aproape toate funcțiile guvernamentale de bază și funcțiile zilnice încetează să mai existe fără el), poate că este într-adevăr necesar să se vină cu îmbunătățiri la tehnologia WiFi existentă. Acest lucru se datorează diverselor limitări în ceea ce privește utilizarea frecvențelor radio ca mijloc de transfer de date. Printre aceste limitări se numără acoperirea sa limitată, preocupările legate de securitate în ceea ce privește conectivitatea, restricționarea utilizării din cauza interferențelor de frecvență și congestia rețelelor.
Este LiFi în măsură să elimine WiFi?
LiFi este văzut ca o alternativă potrivită pentru a atenua, sau chiar elimina, toate limitările WiFi pentru rețelele de date. Mulți au mers, de asemenea, până la a declara LiFi ca fiind viitorul conectivității la internet. Dar este într-adevăr așa? Este oare un argument pentru a trebui să eliminăm complet WiFi-ul?
Pentru a vedea meritele LiFi și pentru a răspunde dacă ar trebui sau nu să înlocuiască WiFi-ul, este imperios necesar să se compare unele aspecte ale acestor două tehnologii pentru a vedea cum se compară una cu cealaltă.
Viteza de transmisie a datelor
Testele efectuate de pureLiFi, o companie înființată de pionierul LiFi, profesorul Roland Haas, pe un mediu controlat, au arătat că LiFi produce viteze de peste 100 Gbps. Unele teste au dezvăluit chiar că poate livra date de până la 224 Gbps. Aceste viteze sunt în mod clar cu mult peste cele produse de WiFi, care în prezent se situează la maximum 100 Mbps. Acest lucru se datorează faptului că spectrul de lumină vizibilă este de 1.000 de ori mai mare decât spectrul RF, care este de numai aproximativ 300 GHz.
Eficiență energetică
În WiFi, transmiterea de date necesită existența a două radiouri pentru transmiterea undelor radio. Aceste radiouri comunică între ele în mod continuu prin intermediul unor transmițătoare RF instalate în interiorul radioului și al unui cip de bandă de bază, care consumă multă energie doar pentru a discerne semnalele de date de zgomotul provenit de la mai multe alte dispozitive care utilizează aceeași frecvență radio. În schimb, LiFi se folosește de luminile LED de deasupra capului ca mijloc de transmitere a datelor. Deoarece are nevoie doar de o sursă de lumină și de o fotodiodă pentru a decoda semnalele luminoase, întregul proces de transmitere și comunicare a datelor necesită mai puțină energie totală. În plus, se folosesc lumini LED, spre deosebire de alte forme de becuri, ceea ce o face o sursă de lumină mai eficientă.
Cuprindere
Pentru că WiFi folosește undele radio ca mediu pentru transferul de date, se laudă cu o rază de acoperire mai mare, deoarece semnalele WiFi pot ajunge la distanțe de până la 32 de metri (deși conexiunile sunt adesea lente la aceste distanțe). Acest lucru se datorează faptului că undele radio sunt capabile să treacă prin pereți. Aceasta este poate cea mai mare limitare pentru LiFi, deoarece lumina vizibilă nu poate trece prin pereți, limitând aria de acoperire la încăperile în care este instalat emițătorul LED.
Securitate
Coperirea limitată a LiFi poate fi văzută, de asemenea, ca un lucru bun, deoarece sporește securitatea rețelei. Din nou, deoarece semnalele LiFi nu pot trece prin pereți, interferențele din partea forțelor exterioare sunt limitate. Acest lucru o face, de asemenea, ideală pentru utilizarea în zone sensibile, unde pirateria la distanță și hacking-ul sunt frecvente. Ca atare, este potrivit pentru a fi utilizat în zonele implicate în cercetare și dezvoltare, finanțe, apărare și chiar în transportul în masă.
Densitatea datelor
Una dintre cele mai mari limitări ale WiFi este vulnerabilitatea sa în zonele cu congestie ridicată. Transferul de date în zonele cu un volum mare de utilizatori tinde să fie mai lent decât în zonele cu un volum mai mic de utilizatori. Pe de altă parte, LiFi nu se supune acelorași limitări și, de fapt, funcționează bine în medii foarte dense. În special în zonele în care sunt prezente multe becuri, LiFi poate produce în continuare viteze mari, deoarece fiecare sursă de lumină VLC poate oferi aceeași viteză, chiar și în cazul mai multor utilizatori.
Concluzie
Beneficiile pe care le puteți obține de la LiFi sunt imense. Acest lucru nu înseamnă că nu trebuie să neglijăm faptul că WiFi a contribuit cu siguranță la îmbunătățirea exponențială a calității vieții, deoarece a ajutat la deschiderea drumului pentru o comunicare mai rapidă și la îmbunătățirea chiar și a celor mai elementare funcții sociale. Cu toate acestea, a cedat în fața mai multor factori diferiți care i-au afectat, de asemenea, performanța. Printre acești factori se numără congestia, limitările de utilizare din cauza interferențelor cu alte funcții și saturarea lățimii de bandă, ceea ce expune în mod clar neajunsurile acestei tehnologii existente.
Introducerea LiFi este cu siguranță binevenită. Desigur, având în vedere limitările infrastructurii de bază, înlocuirea totală a WiFi în favoarea LiFi este aproape imposibilă. Cu toate acestea, ceea ce prezintă este o opțiune viabilă care poate fi folosită ca o alternativă, în special în zonele sensibile la tehnologia predominantă.
.