Багато вчених вважають, що останні роки людство входить в нову епоху кібернетичної революції. Без сумніву, зовсім скоро навколо нас з’явиться величезна кількість всіляких «розумних» пристроїв: і це не тільки телефони, планшети або годинники, але також окуляри, каблучки, браслети, колонки, іграшки та інші аксесуари.
Слідуючи за потребами суспільства, значно порозумнішає побутова техніка, меблі та транспортні засоби. Всі ці пристрої будуть служити точками збору інформації про своїх користувачів, передаючи зібрані дані в локальні центри, оснащені штучним інтелектом. Після обробки даних «розумна» техніка зможе підлаштовувати свою роботу під поведінкові характеристики власника.
Даний концепт носить назву «Інтернет речей» (Internet of Things, IoT), і згідно йому до 2020 року на кожного користувача буде припадати приблизно три мережевих пристрої. У реальних показниках – близько 20,8 млрд. підключень. Якщо ці всі пристрої почнуть використовувати одні і ті ж частоти Wi-Fi, то в мережі все частіше будуть виникати перешкоди, що негативно впливатимуть на швидкість передачі даних. А до 2030 року ситуація тільки загостриться. Ефективним рішенням може стати революційна технологія Light Fidelity, завдяки якій поширювати мережевий сигнал зможе будь-яка адаптована для даної функції… лампочка.
Що таке Li-Fi? Історія створення технології
Якщо розібратися, то ідея Li-Fi не така вже й нова. Ще в 1880 році Александр Белл сконструював «фотофон», пристрій що ще до винаходу телефону передавав голос мовця на кілька сотень метрів, використовуючи модульоване сонячне світло. Звичайно, система була далеко не ідеальна. Вона працювала тільки вдень і тільки при наявності сонячних променів, а також була погано захищена від зовнішних перешкод і погодних умов. Однак, незважаючи на це, «фотофон» започаткував розвиток волоконно-оптичних ліній зв’язку, без яких сьогодні не було б високошвидкісного Інтернету.
Ще одним яскравим прикладом використання світла для передачі даних є IrDA (ІЧ-порт), який ще десять років тому був чи не єдиним можливим способом передачі даних між телефонами.
В 2011 році стався справжній прорив у сфері оптичної безпровідної передачі даних. Харальд Хаас, професор Единбурзького університету, всерйоз займався розробкою принципово нової технології бездротової передачі даних за допомогою миготливого світлодіодного світла. Тоді більшість його колег вирішили, що ідея, звичайно, цікава, але навряд чи її вдасться коли-небудь реалізувати. І ось, через чотири роки, Хаас все ж створив перший роутер, що працює відповідно до його концепції.
Технологія отримала назву Li-Fi (light – світло, fidelity – точність). Новий роутер показав настільки разючі характеристики, що перевершив по швидкості Wi-Fi в 100 разів, досягнувши в лабораторних умовах рекордної швидкості передачі даних в 224 Гб / сек! Така швидкість дозволяє, наприклад, завантажити за одну секунду 18 фільмів по 1,5 ГБ або до 50 000 фотографій! Ідея стала можливою завдяки технології VLC (Visible Light Communication), яка дозволяє джерелу світла виконувати не тільки функцію освітлення, але і передавати інформацію. Транзит даних реалізується світлодіодами типу LED, наносекундне мерехтіння яких непомітно для людини.
Хаас навіть обладнав свій перший роутер сонячною батареєю, щоб зробити доступ в мережу автономним, і на даний момент пристрій підтримує постійну швидкість передачі даних в 10 Гбіт / сек. Якщо коротко описати суть технології, то вона полягає в наступному. Три колірні канали мініатюрної світлодіодної лампи, червоний, зелений та синій, передають паралельно по 3,5 гігабіти даних в секунду, в результаті чого вдається отримати швидкість 10 Гб на секунду. Вмикання і вимикання світла відбувається при цьому з шаленою швидкістю, породжуючи величезні масиви бінарних даних.
Це так звана цифрова модуляція з ортогональним частотним розділенням каналів (OFDM), що дозволяє передавати мільйони пучків світла різної інтенсивності за одну секунду. Оптична передача відбувається, щонайменше, між двома передавальними / приймальними пристроями, відомими як трансивери. На приймаючій стороні повинен бути розташований фотодіод (наприклад, камера фотоапарата). Кодуванням і декодуванням сигналу займаються компактні мікропроцесори.
Застосовуючи в одному світильнику як світлодіод, так і фотодіод, їх можна поєднати «кожен-з-кожним». Це дозволить обходитися без єдиного роутера, ретранслюючи сигнал між пристроями в будь-яку сторону.
Де можна використовувати Li-Fi? Переваги та недоліки технології
На сьогоднішній день мова про комерційний запуск Li-Fi не йде. Однак чим частіше використовуються світлодіодні світильники, тим більші можливості відкриваються для поширення світлової передачі даних.
Основною компанією, що займається дослідженням, розвитком і просуванням Li-Fi, вважається PureLiF, заснована Харальдом Хаасом. Однак інтерес до технології виявляють інші комерційні структури. Восени 2016 року з’явилася інформація, що компанія Lucibel, що спеціалізується на світлодіодному освітленні, готова реалізувати проект з оснащення першого в світі офісу з двобічною передачею даних за технологією Li-Fi.
Інша французька компанія, Oledcomm повинна оснастити понад 60 станцій паризького метрополітену 250 тисячами світлодіодних джерел світла. В даному проекті технологія Li-Fi буде використовувати односторонню комунікацію. Наприклад, лише передавати інформацію про розташування об’єктів.
В 2018 році компанія «PHILIPS Lighting» оголосила, що вже почала тестування своєї технології Li-Fi (Lighting Fidelity) в офісах французької інвестиційної компанії Icade. В даний момент Li-Fi забезпечує співробітникам широкосмуговий доступ в Інтернет за допомогою світлодіодів, що передають інформацію на швидкості до 30 Мбіт / с через світлові хвилі.
Технологія Li-Fi має величезні перспективи. Серед її основних переваг:
- Захищена передача даних, так як для перехоплення інформації зловмисникам потрібно потрапити під прямий промінь світла, що може не завжди можливо.
- Однобічна передача даних. Наприклад, для навігації відвідувачів всередині приміщень, використовуючи світильники для передачі сигналів координат і смартфонів для знаходження місця розташування користувача.
- Дешевизна та надійність. Навіть якщо враховувати комплектацію світильників додатковими модулями прийому / передачі даних, ці витрати можуть окупитися за рахунок економії електроенергії і відсутності додаткових кабельних ліній.
- Відсутність впливу на людину. Відсутність шкідливого впливу світлодіодного освітлення на здоров’я людини, в той час як вченими доведений згубний вплив радіохвиль.
- Видиме світло не вступає в протиріччя з іншими електромагнітними частотами, тому технологію Li-Fi можна застосовувати, наприклад, на борту літака або в медичних установах.
Але, як і будь яка інша технологія, Li-Fi має і свої недоліки:
- Необхідність прямого каналу передачі. На відміну від радіохвиль, які проходять крізь стіни, джерело світла обмежене межами його видимості. Щоб забезпечити рівномірне покриття мережі, наприклад в квартирі, потрібно встановити дублюючі або ретранслюючі світильники в кожній кімнаті. Якщо говорити про вуличне використанні технології, то погані погодні умови, особливо сніг або туман, будуть перешкоджати передачі даних.
- Відстань має значення. Максимальну швидкість передачі даних можна досягти в безпосередній близькості від джерела світла. При віддаленні від джерела швидкість буде нелінійно падати.
- Відсутність потужного джерела світла на портативних гаджетах. Для забезпечення якісного двостороннього зв’язку обидва пристрої повинні володіти потужним джерелом світла. Це накладає свої обмеження на використання технології в мобільних девайсах.
Підсумовуючи, можна припустити, що повного витіснення Wi-Fi технологією Light Fidelity не відбудеться. Світлодіодні роутери будуть використовуватися в комбінації з Wi-Fi, що обумовлено наявністю у світловий технології передачі даних невирішених проблем. Але по мірі розвитку науки та технологій, ми зможемо на власні очі побачити як кардинально буде змінюватися світ навколо нас, в тому числі і завдяки технології Li-Fi.
Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.