Мережі Wi-Fi залишилися в минулому? Нова технологія Li-Fi!

Технології не стоять на місці, і винайдені не так давно стандарти бездротової передачі даних поступово здають позиції або відходять на другий план. Наприклад, вже сьогодні розробляється технологія бездротової передачі даних за технологією Li-Fi (Light Fidelity). Що це за технологія і як вона працює, спробуємо сьогодні розібратися. 

Бездротова передача даних за допомогою світла: Інфрачервоний порт 2.0?

Десятку років тому ми надсилали зображення та музику через інфрачервоний порт мобільних телефонів. Це був тип бездротової передачі даних, який виник раніше, ніж Bluebooth і Wi-Fi, але він працював за принципом інфрачервоного випромінювання, невидимого оку. Основним недоліком цієї технології була низька швидкість передачі даних і прямий зв'язок між передавачем і приймачем. Однак можна сказати, що ця технологія дала початок розвитку технології бездротової передачі даних.

Ще одна технологія бездротової передачі світла, яка сьогодні все ще розробляється та вдосконалюється, — Li-Fi. За допомогою цієї технології ми можемо переглянути роль самого світла. Уявіть собі час, коли кожна лампочка у вашому домі буде джерелом Інтернету. Уявіть собі сценарій, коли ви завантажуєте близько 5 HD-фільмів після хвилинного стояння під лампочкою. Ви, напевно, скажете, що це нереально... Але давайте спробуємо розібратися і зрозуміти, як використовувати лампочку для передачі даних.

Li-Fi (Light Fidelity) – досить молода технологія. Її творцем вважається німецький фізик Харальд Хаас, який у 2011 році використав світлодіодну лампу як маршрутизатор. У лабораторних умовах йому вдалося досягти швидкості передачі 224 Гбіт/с. Така швидкість дозволяє, наприклад, завантажити 18 фільмів по 1,5 ГБ або навіть 50 000 фотографій за одну секунду! Ідея була реалізована завдяки технології VLC (Visible Light Communication), яка дозволяє джерелу світла не тільки виконувати роль світла, але й передавати інформацію. Передача даних здійснюється за допомогою світлодіодів, наносекундне мерехтіння яких непомітно для людського ока. Для освітлення світлодіодів подається постійний струм. Оптичний вихідний сигнал можна змінювати з дуже високою швидкістю шляхом швидкої зміни вхідного струму. Це працює наступним чином: коли світлодіод горить, передається «1», а коли він вимкнений, передається «0».

Концепція Li-Fi

Термін Li-Fi означає швидкі зміни яскравості світла, випромінюваного світлодіодом, невидимі для людського ока. Сьогодні Li-Fi викликає великий інтерес, оскільки він використовує широкий діапазон частот і довжин хвиль, від інфрачервоного до видимого світла й до ультрафіолетового, включаючи гігабітні швидкості зв’язку на короткі, середні та великі відстані для передачі даних.

Консорціум Li-Fi вважає, що за допомогою цієї оптичної бездротової технології можна досягти швидкості понад 10 Гбіт/с. З усіх цих причин за дуже короткий час це слово швидко увійшло в народну мову як миттєво впізнавану альтернативу Wi-Fi. Li-Fi може стати технологією майбутнього, коли дані з ноутбуків, смартфонів і планшетів передаються світлом у кімнаті. Таким чином, Li-Fi є підмножиною зв’язку у видимому світлі та оптичного бездротового зв’язку.

Однак варто розуміти, що світло поширюється на невелику площу, а це означає, що Li-Fi перестає працювати при зникненні джерела світла. Вчені та творці цієї технології стверджують, що вона працює на відстані до 10 метрів від джерела (нагадаємо, що це відбувається в хороших умовах).

Розробка технології передачі даних Li-Fi

У сучасну епоху технологій безпека є пріоритетом для всіх технологій. Li-Fi підкреслює безпеку, оскільки світло не проникає крізь стіни, тому дані захищені. Li-Fi використовує цифровий двійковий код у процесі передачі даних, і цифрова передача вважається одним із безпечних способів обміну інформацією. Li-Fi корисний у наукових технологіях завдяки своїй високій щільності, оскільки спектр світла більший за спектр радіохвиль. Li-Fi має високу пропускну здатність, яка майже в 10 000 разів перевищує радіохвилі.

Щоб будь-який винахід був прийнятий широкою громадськістю на ринку, він повинен бути простим у використанні, мати хороші характеристики та розумну ціну.

Li-Fi задовольняє цю потребу, оскільки використовує світло як середовище передачі, тому він дешевий і ефективний, хоча його початкове встановлення вимагає певних інвестицій, але подальше обслуговування дешевше, ніж передача радіохвиль. У технології Li-Fi енергоспоживання дуже низьке, оскільки світло є єдиним приймачем електроенергії. Li-Fi також усуває вплив радіохвиль на здоров’я, крім того, процес передачі Li-Fi використовує видиме світло, яке не є шкідливим для здоров’я. Отже, можна сказати, що переваги Li-Fi величезні.

Застосування в сучасному світі

Незважаючи на коротку відстань передачі даних порівняно з Wi-Fi, Li-Fi має досить багато застосувань, і його використання буде мати набагато більший пріоритет, ніж інші технології. Давайте розглянемо деякі з них, щоб перевірити, чи це так:

• Авіація. Як правило, Wi-Fi вимикається в літаках, оскільки він може впливати на прилади літака за допомогою радіочастот, тоді як Li-Fi використовує світло для передачі інформації, що дозволяє безпечно використовувати Всесвітню павутину.
  
• Транспорт і транспортні засоби. Ми всі знаємо, що автомобільна промисловість щодня розвивається в напрямку розумних транспортних засобів, які допомагають нам пересуватися, і незабаром можуть повністю замінити водія. Виробники очікують, що за допомогою цієї технології автомобілі зможуть надавати попереджувальну інформацію про раптові перепади швидкості на трасах, аварії на дорозі, погані погодні умови та затори. З майбутньою появою автоматизованих керованих транспортних засобів Li-Fi може стати стандартом для зв’язку в автомобілях. З підключенням муніципальних світлофорів і дошок оголошень до системи передачі даних таке застосування технології виглядає досить перспективним.
  
• Медицина та охорона здоров'я. Особливістю Li-Fi світла є те, що воно не створює електромагнітних перешкод для медичного обладнання. Крім того, на технологію не впливають МРТ-сканери.
  
• Державні установи, банки. Там, де важливі безпека та швидкість передачі, стандарт Li-Fi дуже корисний. Достатньо простого короткочасного ввімкнення Li-Fi для передачі важливої інформації з мобільних пристроїв, яку неможливо перехопити.
  
• Небезпечне виробництво. Використання технології Li-Fi забезпечує безпечну альтернативу електромагнітним випромінюванням від радіозв’язку на нафтохімічних заводах і шахтах.
  
• Розумне освітлення: будь-яка громадська чи приватна освітлювальна установка, включаючи вуличне освітлення, може використовуватися як стандартна точка доступу Li-Fi за допомогою того самого датчика та комунікаційної інфраструктури.
• Розумні будинки та офіси. Коли справа доходить до домашніх або офісних програм, Li-Fi ідеально вписується в концепцію розумного дому, де ми можемо використовувати смартфон для автоматизації роботи приладів, робочих станцій, жалюзі, обігрівачів, замків і навіть меблів. Офіси з великою кількістю співробітників нарешті перестануть мати проблеми з бездротовим зв'язком.
  

І це лише мала частина можливих застосувань у сучасному світі.

Висновки

Ми вважаємо, що ця технологія не тільки «зайняла своє місце», але й має всі шанси зайняти свою нішу нарівні з Wi-Fi. Звичайно, Li-Fi не замінить Wi-Fi, оскільки він має свої обмеження, але він також має величезні переваги. Враховуючи постійно зростаючий попит на комунікації, технологія Li-Fi має хороші шанси на швидке впровадження, оскільки вона зможе поєднувати освітлення та бездротову передачу даних.

• Високошвидкісний Li-Fi вже забезпечує онлайн-трансляцію HD-відео
• Технологія Li-Fi вважається найбезпечнішою технологією, тому що для того, щоб зламати і перехопити сигнал, потрібно перебувати в одній кімнаті з «жертвою»
• Низьке енергоспоживання пристроїв і значна швидкість передачі даних.
• Низька вартість компонентів. Всі компоненти передавача виготовлені зі звичайних світлодіодів, які мають простий технологічний процес і низьку вартість виготовлення. У майбутньому інтернет можна буде передавати за допомогою звичайних лампочок
• Широкий діапазон передачі даних

До недоліків технології Li-Fi можна віднести:

• Коротка відстань передачі. Наразі це максимум 10 метрів.
• Робота виконується в одній кімнаті, тому що світлові хвилі не можуть проникнути через стіни та непрозорі матеріали. Це великий недолік порівняно з технологією Wi-Fi, що використовує радіочастоти.

Будь-який винахід, щоб бути прийнятим широкою громадськістю на ринку, повинен бути простим у використанні, мати хороші характеристики та прийнятну ціну. 

Li-Fi задовольняє цю потребу, оскільки використовує світло як середовище передачі, тому він дешевий і ефективний, хоча його початкове встановлення вимагає певних інвестицій, але подальше обслуговування дешевше, ніж радіочастотна передача. У технології Li-Fi енергоспоживання дуже низьке, оскільки світло є єдиним приймачем електроенергії. Li-Fi також усуває вплив радіохвиль на здоров’я, крім того, процес передачі Li-Fi використовує видиме світло, яке не є шкідливим для здоров’я. Таким чином, можна сказати, що переваги Li-Fi величезні.

Оскільки технологія Li-Fi тільки набирає обертів, важко знайти виробників, які вже працюють на цій технології. Однак, дивлячись на специфікації стандарту Li-Fi, він має великі шанси вирости найближчим часом.