Что такое Li-Fi

Li-Fi (Light Fidelity) достаточно молодая технология. Ее родоначальником считается немецкий физик Харальд Хаас, который в 2011 году в качестве роутера использовал светодиодную лампу. В лабораторных условиях он достиг скорости передачи в 224 Гб/с. Такая скорость позволяет, например, скачать за одну секунду 18 фильмов по 1,5 ГБ или до 50 000 фотографий! Идея стала возможной благодаря технологии VLC (Visible Light Communication), которая позволяет источнику света не только выполнять функцию освещения, но и передавать информацию. Транзит данных реализуется светодиодами типа LED, наносекундное мерцание которых незаметно для человека.

Преимущества технологии Li-Fi

Достоинством Light Fidelity является высокая скорость передачи данных. Если брать за основу 224 Гб/с, то Li-Fi превышает предельную скорость Wi-Fi-стандарта IEEE 802.11ax в 22,4 раза, а IEEE 802.11ac – в 30 раз.

Вторым плюсом технологии является ее относительно высокая защищенность от хакерского проникновения. Дело в том, что положенный в основу передачи свет не проходит через стены. Поэтому для взлома сети Li-Fi злоумышленник должен находиться в непосредственной близости к источнику сигнала, тем самым теряя свою анонимность.

Недостатки технологии Li-Fi

Вышеобозначенный плюс вытекает из главного недостатка технологии Light Fidelity, а именно короткого диапазона передачи информации. Не только хакер должен быть близко к источнику света, чтобы провести взлом. Сам пользователь может воспользоваться Li-Fi только в пределах помещения.

Сравнительный анализ технологий Li-Fi и Wi-Fi

Технологии Li-Fi и Wi-Fi основаны на схожих протоколах IEEE 802.11. Однако Li-Fi использует электромагнитные волны видимого света, в то время как Wi-Fi – радиоволны. Благодаря этому, первая технология получает преимущество с точки зрения более широкой полосы пропускания.

Стандарт IEEE 802.15.7 определяет для Li-Fi физический уровень сетевой модели OSI PHY (Physical layer), а также уровень управления доступом к среде МАС-адрес (Media Access Control). Рабочая версия IEEE 802.15.7 выделяет три PHY, различных по пропускным способностям, которые представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Характеристика физических уровней стандарта Li-Fi (IEEE 802.15.7)

По сравнению с Wi-Fi, Light Fidelity имеет значительно бо льшую скорость передачи данных. Однако технология способна распространять сигнал на существенно меньшие расстояния, чем радиоволны.

Таким образом, технология Li-Fi по сравнению с Wi-Fi:

1. Использует волны видимого света вместо радиоволн.

2. Имеет более широкую полосу пропускания.

3. Имеет бо льшую скорость передачи данных.

4. Более инфобезопасна.

5. Имеет меньшую зону покрытия.

6. Способствует оптимизации энергозатрат, объединяя систему освещения и хот-споты.

7. Li-Fi-устройства не создают друг другу помехи в сети.

Технология Li-Fi как революция в беспроводной передаче данных

Родоначальник световой технологии Хаас полагает, что преимущества Li-Fi сделают световую сеть востребованной в цифровом мире. По его словам, Wi-Fi не сможет соответствовать требованиям мобильной передачи данных, которые предъявляет концепция Интернета вещей . К 2020 году на каждого пользователя будет приходиться примерно три сетевых устройства. В реальных показателях – порядка 20,8 млрд. подключений. Если все устройства начнут использовать одни и те же частоты Wi-Fi, то в сети возникнут помехи, что негативно повлияет на скорости передачи данных. За вторую половину третьего десятилетия ситуация только обострится. Эффективным решением может стать, по мнению Хааса, технология Light Fidelity, благодаря которой распространять сигнал будет любая адаптированная для данной функции лампочка.

Сроки реализации технологии Li-Fi

На сегодняшний день речь о коммерческом запуске Li-Fi не идет. Однако чем выше частота применения светодиодных светильников, тем бо льшие возможности открываются для распространения световой передачи данных. Любой светодиод может одновременно освещать помещение и транслировать массивы бинарных данных. Согласно исследованиям Grand View Research, к 2024 году рынок световой технологии передачи данных вырастет до 100 млрд. долл.

Основной компанией, занимающейся исследованием, развитием и продвижением Li-Fi, считается PureLiF, основанная Харальдом Хаасом. Однако интерес к технологии проявляют другие коммерческие структуры. Например, испытания Li-Fi проводили Beamcaster , достигнув 1,25 Гбит/с, и компания Sisoft, которая передала данные со скоростью в 10 Гбит/с.

Осенью 2016 года появилась информация, что специализирующаяся на светодиодном освещении компания Lucibel, с которой сотрудничает PureLiF, готова реализовать проект по оснащению первого в мире офиса двухстронней передачей данных по технологии Li-Fi. Внедрять решение планируется в Париже.

Другая французская компания, Oledcomm, согласно полученному тендеру, должна оснастить свыше 60 станций парижского метрополитена 250 тыс. светодиодных источников света. В данном проекте технология Li-Fi будет использовать одностороннюю коммуникацию. Например, передавать информацию о расположении объектов.

Также в коде операционной системы iOS компании Apple найдена информация о тестировании передачи данных с помощью светового излучения Li-Fi.

Заменит ли Li-Fi стандарт Wi-Fi?

Скорее всего, полного вытеснения Wi-Fi технологией Light Fidelity не произойдет. Разработчики Li-Fi предполагают, что на массовый рынок продукт поступит не раньше, чем через 3-4 года. Светодиодные роутеры будут использоваться в комбинации с Wi-Fi. Это обусловлено наличием у световой технологии передачи данных нерешенных проблем.

В частности, Li-Fi сложно применять на улице, поэтому данный участок может обслуживаться Wi-Fi. Если же видение Харальда Хааса и воплотится в жизнь и раздавать сигнал сможет любая лампочка, то ожидать этого в ближайшем будущем не стоит. Наиболее вероятный сценарий – это комплексное использование Li-Fi и Wi-Fi.

С техническими особенностями функционирования сетей мобильной связи в лицензированном и нелицензированном частотных диапазонах (технологии HetNet, LWA, LAA, eLAA, Multefire и другие) можно ознакомиться в книге "

Li-Fi - новая технология передачи данных, которая коренным образом изменит бизнес в будущем, создаёт возможности, созревшие для использования уже сегодня, и готовится стать многомиллиардной индустрией к 2022 году. В настоящее время ведутся разработки по достижению скорости 1Гбит/с, которая позволит превзойти показатели сверхбыстрого широкополосного доступа.

Информационный свет

Термин Li-Fi был придуман профессором Харальдом Хаасом и обозначает способ трансляции информации с помощью света, который обеспечивает высокоскоростную двунаправленную мобильную связь, подобную Wi-Fi. Может применяться как для разгрузки существующих сетей, работающих на радиочастотах, так и для увеличения их пропускной способности.

Для сверхбыстрой связи используется видимая часть электромагнитного спектра. Это отличает данную технологию от такой устоявшейся формы беспроводной коммуникации, как Wi-Fi, в которой задействованы традиционные частоты.

В Li-Fi данные передаются модуляцией принимаются фотоприёмником, и сигнал преобразуется в электрический. Модуляция производится таким образом, что человеческий глаз её не воспринимает.

Технология высокоскоростной оптической связи Li-Fi относится к категории беспроводной коммуникаций, которая, кроме видимого света, включает инфракрасный и ультрафиолетовый. Её уникальность заключается в использовании существующих сетей освещения.

Li Fi - сверхбыстрый интернет на светодиодах

Когда постоянный ток подаётся на LED-лампу, она испускает стабильный поток фотонов видимого света. При уменьшении или увеличении тока яркость свечения тоже изменяется. Поскольку LED-лампы являются полупроводниковыми приборами, ток и, следовательно, оптический выход можно модулировать с очень высокой скоростью. Он может быть принят фотоэлементом и преобразован обратно в электрический ток. Модуляция яркости незаметна для человеческого глаза и так же удобна, как и радио. При использовании этой техники светодиодная лампа способна передавать информацию с высокой скоростью.

Радиочастотная связь требует наличия электрической схемы, антенн и сложных приёмников, в то время как Li-Fi-технология гораздо проще. В ней применяются прямые методы модуляции, подобные тем, которые задействованы в недорогих инфракрасных коммуникационных устройствах - пультах дистанционного управления. Применение инфракрасной связи ограничено в силу требований санитарных норм безопасности глаз, в то время как LED-лампы обладают высокой интенсивностью свечения и демонстрируют значительную скорость работы.

Свет или радио?

Li-Fi может превратить лампу в беспроводную точку доступа по аналогии с маршрутизатором Wi-Fi.

В традиционной связи используются радиочастоты, но их число весьма ограничено. Устройства - компьютеры, ноутбуки, принтеры, смарт-телевизоры, смартфоны и планшеты - должны конкурировать за Появление всё большего числа вещей, использующих Wi-Fi, например, холодильников, часов, фотоаппаратов, сотовых телефонов, является причиной задержек и снижения скорости передачи данных. Li-Fi-технология использует частоты световых волн, которых в 10 000 раз больше, чем радиочастот.

Радиоволны создают электромагнитные помехи, которые мешают работе приборов и оборудования самолетов, больниц и потенциально опасны на таких производствах, как ядерная энергетика, Li-Fi использует свет, искробезопасный и не создающий электромагнитных помех.

Радиоволны проходят сквозь стены и потолки. Свет этого не делает. В этом и состоит разница в защите данных между Wi-Fi и Li-Fi. Хакер, находящийся вне здания, способен подключиться к радиосети внутри него. Данные, передаваемые по Li-Fi, доступны только там, куда светит лампа.

Стандарт Wi-Fi 802.11a/g обеспечивает скорость передачи до 54 Мбит/с, и это значение можно увеличить до 1 Гбит/с. В университете Эдинбурга уже достигли 3 Гбит/с в монохромном режиме. Один полноцветный RGB-светодиод может передавать до 9 Гбит/с.

Интернет из лампочки Li-Fi

Развитию данной технологии способствовал резкий рост использования светодиодов в целях освещения.

Li-Fi как нельзя лучше подходит для загрузки видео и аудио, прямых трансляций и т. д. Эти задачи предъявляют высокие требования к пропускной способности входных каналов, но требуют минимальной мощности исходящих. Таким образом, освобождается большая часть интернет-трафика существующих радиочастотных каналов, расширяя возможности сотовой связи и Wi-Fi.

Световой интернет Li-Fi находит применение во множестве областей:

• Освобождение радиочастот: пиковые нагрузки сотовых сетей можно переложить на Li-Fi. Это особенно эффективно на входных коммуникационных каналах, где узкие места возникают наиболее часто.
• Смарт-освещение: любое частное или публичное освещение, включая уличные фонари, может быть использовано в качестве точек доступа Li-Fi, с одной и той же инфраструктурой средств связи и датчиков.
• Мобильные подключения: ноутбуки, смартфоны, планшеты и другие мобильные устройства могут непосредственно соединяться с помощью Li-Fi. Небольшое расстояние обеспечивает отличную и защищённую коммуникацию.
• Опасное производство: Li-Fi-технология составляет безопасную альтернативу электромагнитным помехам от радиочастотной связи на таких объектах, как шахты и ​​нефтехимические предприятия.
• Медицина и охрана здоровья: свет не создаёт электромагнитные помехи и поэтому не мешает медицинскому оборудованию, а также не подвержен действию МРТ-сканеров.
• Авиация: Li-Fi может быть использован для снижения веса, уменьшения длины проводки и увеличения гибкости в размещении оборудования сидений пассажирского салона, где LED-светильники уже установлены. Система развлечений на борту способна поддерживаться и взаимодействовать с мобильными устройствами пассажиров.
• Коммуникация под водой: из-за сильного поглощения сигнала использование радиочастот в воде является нецелесообразным. Акустические волны имеют очень низкую пропускную способность и тревожат морских животных. Li-Fi-технология обеспечивает решение для связи малого радиуса действия.
• Транспортные средства и транспорт: уже производятся фары, уличные светильники, вывески и светофоры, в которых используются LED-лампы. Благодаря этому становится возможной коммуникация между автомобилями и дорожной инфраструктурой в системах обеспечения безопасности и управления дорожным движением.
• Высокоточные, локальные информационные службы, такие как реклама и навигация, которые позволяют получать информацию, связанную с конкретным местом и временем.
• Игрушки: светодиоды применяются во многих игрушках, что может быть использовано для недорогой связи между интерактивными игрушками.

Прототип для разработчиков

Li-1st позволяет клиентам быстро разрабатывать и тестировать приложения Li-Fi. Устройство поддерживает полную с пропускной способностью 11,5 Мбит/с на расстоянии до 3 м, одновременно обеспечивая достаточное освещение на рабочем столе. Рабочая дистанция зависит только от силы источника света. Устройство предлагает простое безопасное беспроводное подключение к сети, сочетающееся с LED-лампами.

Li-1st создавался как база для пилотных проектов разработчиков Li-Fi.

Первый коммерческий продукт

Li-Flame был публично продемонстрирован на выставке Mobile World Congress в Барселоне в марте 2016 г. Устройство представляет следующее поколение первой в мире высокоскоростной беспроводной сети на основе видимого света. Технология Li-Flame поддерживает значительно большую плотность данных, чем лучшие решения Wi-Fi, а присущая ей защищённость устранит нежелательное проникновение извне. Кроме того, совмещение освещения с беспроводной коммуникацией ощутимо упрощает инфраструктуру и снижает энергопотребление.

Li-Flame обеспечивает:

• полудуплексную связь 10 Мбит/с на дистанции до 3 м со стандартными светильниками;
• полную мобильность (портативный настольный блок с автономным питанием) с высокой скоростью передачи данных благодаря плотной установке точек доступа Li-Fi;
• безопасную беспроводную связь в пределах помещения, что исключает риск утечки сигнала;
• многопользовательские точки доступа, обеспечивающие большую пропускную способность для каждого пользователя;
• безопасную беспроводную коммуникацию в средах, где радиочастоты нежелательны или недоступны;
• гибкость при проектировании коммуникационных сетей;
• расширение спектра приложений беспроводной связи;
• экономию на осветительном и телекоммуникационном оборудовании по причине использования единой инфраструктуры.

Потолочный блок:

• Данные и питание поступают через стандартный Ethernet-порт.
• Простая установка.
• Подключается к LED-светильнику, образуя атто-соты.
• Множественный доступ.
• Плавный переход между точками доступа.

Настольная часть:

• Подключение к устройству клиента через USB-порт.
• 10 Мбит/с инфракрасная восходящая линия к потолочной части.
• Поворотная головка приёмопередатчика может регулироваться пользователем.
• Питание от батареи и портативность.

Самая быстрая, самая маленькая и самая защищённая

LiFi-X является развитием системы Li-Flame. Позволяет развернуть полноценную сеть и, в отличие от существующих продуктов, поддерживает множественный доступ, роуминг, полную мобильность, к тому же проста в использовании. От предыдущей версии отличается полной дуплексной связью на скорости 40 Мбит/с как в исходящем, так и во входном направлении, и полной мобильностью, обеспечиваемой портативной USB-станцией.

Точка доступа LiFi-X:

• Поддержка питания через PoE или PLC.
• Простая установка.
• Подключение к LED-светильникам для формирования атто-соты.
• Множественный доступ.
• Плавное переключение между точками доступа.

Станция LiFi-X:

• USB 2.0.

Литература

Книги по технологии Li-Fi, несмотря на её новизну, уже не редкость, правда, в большинстве своем они не переведены на русский язык. Вот только некоторые из них:

• Arnon, Shlomi. Visible light communication. Cambridge, United Kingdom: Cambridge University Press, 2015. Print.
• Dimitrov, Svilen, and Harald Haas. Principles of LED light communications: towards networked Li-Fi. Cambridge: Cambridge University Press, 2015. Print.
• Ghassemlooy, Zabih, W Popoola, and S Rajbhandari. Optical wireless communications system and channel modelling with MATLAB. Boca Raton, FL: CRC Press, 2013. Print.

Книги доступны в интернет-магазине Amazon.

Что такое Li-Fi

Технология передачи информации без проводов, которая работает как Wi-Fi, но во много раз быстрее и использует не радиоволны, а видимый свет. В лабораторных условиях через Li-Fi смогли передать данные на скорости 224 Гбит/с, что в 22,4 раза быстрее максимальной скорости разрабатываемого Wi-Fi-стандарта IEEE 802.11ax, в 30 раз быстрее IEEE 802.11ac (его используют, например, в MacBook Pro 2015 года).

Что позволяет такая скорость

За 1 секунду вы сможете скачать примерно 20 фильмов в HD, архив из 50 000 фотографий или столько текста, сколько содержит книгохранилище с площадью примерно 2000 кв. м.

Как это работает

Роль роутера выполняет светодиодная лампочка (иногда три: красная, зеленая и синяя), мерцающая так быстро, что человеческий глаз видит равномерный световой поток. Передающее информацию мерцание принимает фотодетектор, который расшифровывает информацию. Так ноутбук получает доступ в интернет. Высокая скорость Li-Fi получается по нескольким причинам: короткая длина волны, высокая плотность сигнала и широкий канал передачи (спектр частот видимого света намного шире спектра радиоволн).

Чем Li-Fi хуже Wi-Fi

Li-Fi - не самое надежное соединение. Оно хорошо работает в пределах комнаты и на расстоянии около 10 метров, но передать сигнал в другую комнату роутер не сможет (как ни странно, но свет не проходит через стены). Li-Fi не требует работы в прямой видимости. Если между роутером и детектором поставить стол, то доступ в интернет не исчезнет: свет отразится от стен и достигнет детектора, но скорость снизится до 70 Мбит/с. На открытом воздухе роутер будет работать только в сумраке или при сильной облачности - и то на очень небольшом расстоянии. При ярком солнечном свете, как и при работе других искусственных источников, или, например, в случае тумана роутер не сможет передавать данные. У Wi-Fi с этим проблем нет.

А чем оно лучше Wi-Fi

Самое главное - он намного быстрее соединения через обычные Wi-Fi-роутеры, а в теории скорость можно увеличить во много раз. Li-Fi тяжело взломать, поскольку сигнал не покидает комнаты. Роутеру не нужно тратить энергию на нагрев (как в случае с Wi-Fi), поэтому он будет работать экономично. Поскольку передача света остается бесплатной, компаниям не придется платить за лицензирование радиочастот.

Где можно использовать Li-Fi

Разработчики и журналисты придумали три сферы, где интернет начнут раздавать через лампочки в ближайшем будущем. Во-первых, в самолетах. Wi-Fi создает помехи для авиационных приборов и связи, а лишние кабели увеличивают вес самолета. Li-Fi выглядит идеальным решением: его сигнал не выйдет за пределы пассажирского салона, а оборудование почти ничего не весит. Во-вторых, Li-Fi можно будет использовать в банках и организациях, которым важна секретность. В этом случае недостаток Li-Fi-роутера (раздавать только в пределах комнаты) станет дополнительным рубежом безопасности: злоумышленники за пределами комнаты не смогут перехватить сигнал, а внутри нее будет проще контролировать утечки. В-третьих, промышленность, тяжелая обработка данных и производства, на которых нужно быстро передать большой объем данных.

Где им пользуются прямо сейчас

Пока система лишь тестируется, но в конце прошлого года эстонский стартап Velmenni провел Li-Fi-сеть, через которую передавали данные на скорости 1 Гбит/с (для сравнения: самый быстрый тариф Ростелекома в Москве - 100 Мбит/с). Полностью перейти на Li-Fi оказалось тяжело, поэтому в Velmenni использовали комбинированную сеть: Wi-Fi и Li-Fi.

Кто придумал эту технологию

Принцип действия Li-Fi впервые сформулировал 46-летний немецкий физик и профессор Эдинбургского университета Харальд Хаас (Harald Haas). С 2007 года он и его студенты экспериментировали с передачей данных через светодиодную лампочку из IKEA, а в 2011 году Хаас рассказал о своем видении будущего на конференции TED. Профессор основал компанию PureLiFi, которая проводит исследования и иногда выпускает светодиодные роутеры. Идея Хааса не стала принципиально новой - в 1880 году Александр Белл пытался передать звук с помощью светового сигнала на устройство под названием фотофон. Хаас просто вывел опыты Белла на новый уровень и решил передавать не звук, а информацию.

Зачем Li-Fi нужен в будущем

Wi-Fi не справится с интернетом вещей, считает Хаас. К 2020 году в мире будет 20,8 миллиарда носимых устройств и бытовой техники из «умного дома», почти три на каждого человека. Если они начнут передавать данные по Wi-Fi в одном частотном диапазоне, начнутся затрудняющие передачу помехи. Сегодня такое падение скорости можно наблюдать в оживленных местах со множеством работающих роутеров. А к 2025–2030 годам ситуация осложнится. Хаас видит мир, где интернет раздается от каждой лампочки (для этого их нужно модифицировать), видео можно загрузить от уличного фонаря, а машины общаются друг с другом светом фар.

Принадлежит ли Li-Fi одной организации

Нет, занимается исследованиями, продвигает идею среди производителей и выбивает финансирование. Но есть и другие компании: смогла в 2014 году передать через свет данные на скорости 1,25 Гбит/с, Sisoft - на скорости . Недавно Li-Fi заинтересовались в NASA и Apple (в коде iOS 9.1 поддержки световой передачи).

Когда Wi-Fi придет конец

Скорее всего, не скоро (по крайней мере в ближайшем будущем). Это признают даже разработчики световой передачи. Через три-четыре года, когда первые светодиодные роутеры появятся на потребительском рынке, будут использовать комбинацию из Li-Fi- и Wi-Fi-сетей. Но последние продолжат существовать, поскольку у Li-Fi остаются нерешенные проблемы (передача на улице).

Все мы используем Wi-Fi в разных вариациях, чтобы иметь доступ к интернету дома, на работе или в таких местах, как отель, автобус, аэропорт или высокоскоростной поезд. Только в тех случаях, когда отсутствует беспроводная связь, мы пользуемся кабельным подключением или мобильными сетями (GSM/UMTS/LTE). В основном, Wi-Fi столь популярен по той причине, что он бесплатен, или же потому, что при фиксированной ставке он предоставляет безлимитный доступ.

Осталось совсем немного времени до того момента, когда мы начнем использовать другую технологию, которая сейчас находится только лишь на экспериментальном этапе разработки: мы говорим о технологии Li-Fi (Light Fidelity). В основе этой технологии лежит использование света, который передает информацию при помощи светодиодов (LED), мерцающих с разницей в пару наносекунд, что делает этот процесс невозможным для восприятия человеческим глазом.

Что же такое Li-Fi?

Эта технология очень похожа на Wi-Fi, но передача данных происходит не посредством радиоволн (микроволны на частоте 2.4 ГГц или 5 ГГц), а при помощи видимого света (часть электромагнитного спектра, который мы можем видеть – набор волновых длин, известных в качестве видимых, чья частота значительно превышает частоту радиоволн), что ограничивает их радиус действия. Эта технология использует обладающие долгим сроком службы и низким энергопотреблением светодиодные лампы, их яркость модулируется подключенным к интеренету роутером. Этот процесс происходит незаметно для человеческих глаз, но не для тех устройств, которые включены в систему подходящего фотодиодного ресивера (светочувствительной панели). Вне лабораторий и экспериментальной среды с помощью этой технологии была достигнута скорость в 1 Гбит/сек и более, что в 100 раз быстрее, нежели скорость большинства домашних Wi-Fi сетей.

Технология «связь по видимому свету» подразумевает использование любой части электромагнитного светового спектра для передачи информации. В 2010 г. физик Харальд Хаас, преподающий в университете Эдинбурга в Великобритании, основал проект «D-Light», а к концу 2011 г. многочисленные группы и компании образовали «Li-Fi консорциум», главной целью которого является распространение и продвижение этой технологии. Разнообразные производители, такие как Samsung и LG, например, проявили интерес к этой технологии. Скорее всего, Li-Fi не заменит, а лишь дополнит Wi-Fi, так как девайсы с технологией W-Fi распространены повсеместно и их замена будет непрактичной и крайне затратной.

Сама концепция это новой технологии не нова, чего не скажешь о ее применении. На протяжении многих лет светодиоды на основе инфракрасного спектра использовались для всех видов дистанционного управления, начиная ТВ и игрушками и заканчивая гаражными дверями и автомобилями. Новой является возможность передачи на высокой скорости пользовательских данных посредством интернета между разными девайсами, соединенными в одну сеть.

Одними из главных преимуществ, кроме низких затрат на реализацию, является то, что, вполне возможно, эта технология поможет избежать поглощения радиоволн, а также, что на ее использования не требуется лицензия. Видимый свет не вступает в противоречие с другими частотами, поэтому его можно будет использовать в общественных местах, на борту самолета или в качестве коммунальной услуги в системе «умного города». Будучи размещенным в уличных фонарях или светофорах, Li-Fi не только значительно облегчит пользование информационными сетями для индивидуальных пользователей, но и улучшит передачу траффика, а также усилит безопасность во время этого процесса. Кроме того, новая технология может стать частью Интернета вещей (IoT), соединив многочисленные устройства без использования радиодиапазона.

Одним из недостатков, который в то же время является и достоинством, выступает тот факт, что, будучи основанным на передаче посредством световых лучей, Li-Fi не передает сигналы через стены, поэтому каждая комната должна быть обладать соединением. Чтобы провести Li-Fi-сеть через весь дом, необходимо создать что-то наподобие домашней сети, но это не такая уж и большая проблема. Но в таком случае будет крайне тяжело защититься от хакеров и повысить безопасность соединения. Кроме того, эта технология вряд ли будет работать надлежащим образом как под ярким солнечным светом, так и в темноте, так что придется прилагать усилия, чтобы поддерживать соответствующие условия, что может быть вредным для здоровья.

Один из главных недостатков на сегодняшний день – это возможность только лишь скачивать информацию из интернета на высоких скоростях, но не загружать ее в сеть. Но рано или поздно и эта проблема будет решена. Люди пресыщены микроволновым диапазоном, и Li-Fi был придуман для того, чтобы остановить экспансию радиоспектра.

Перевод из журнала "Telephone communication"

Li-Fi представляет новую технологию передачи данных, которая должна обеспечить в сто раз большую скорость передачи данных, чем Wi-Fi. Технология Li-Fiдолжна кардинально изменить бизнес в будущем, создав основу для многомиллиардной индустрии уже к 2022 году. На текущий момент ведутся работы по достижению скорости по Li-Fi технологии в 1 Гбит/с и выше. Это позволит значительно превзойти показатели существующего сверхбыстрого широкополосного доступа.

На данный момент Li-Fi только развивается, однако уже многие компании намерены инвестировать в нее. В ближайшем будущем она может найти широкое применение, максимально заменив Wi-Fi. Планируется, что через несколько лет начнется широкомасштабное коммерческое использование данной технологии.

Технология Li-Fi: устройство

Li-Fi представляет аббревиатуру от Light Fidelity, то есть беспроводной формы коммуникации при помощи видимого света. Это технология оптической беспроводной передачи информации обеспечивает двустороннюю высокоскоростную мобильную связь с применением света из светодиодов вместо радиоволн. Через световые потоки обеспечивается передача двоичных данных. Термин Li-Fi был придуман немецким физиком Гаральдом Гаасом.

Для обеспечения работы Li-Fi необходимо следующее аппаратное обеспечение:

• Светодиодная система освещения.
• Маршрутизатор, установленный вместе с системой освещения.
• Приемник, который оснащен декодером с целью расшифровки светового сигнала.

Технология Li-Fi устроена так, что в качестве беспроводных маршрутизаторов могут использоваться электрические светодиодные лампочки.

Сегодня основными компонентами системы Li-Fi являются:

• Яркий светодиод, который является источником передаваемых данных.
• Кремниевый фотодиод (фотодетектор), который может реагировать на видимый свет, он является приемником передаваемых данных.

Система — излучатель Li-Fi в большинстве случаев включает четыре основных компонента:

• Светодиодная лампочка.
• Высокочастотный (ВЧ) усилитель цепи питания.
• Печатная плата.
• Корпус.

Печатная плата применяется для соединения входов и выходов лампы. В нее входит встроенный микроконтроллер, который применяется для управления разными функциями лампы. Радиочастотный сигнал создается твердотельным ВЧ усилителем цепи питания, благодаря чему вблизи лампочки создается электрическое поле. Высокая плотность энергии электрического поля позволяет доводить содержимое лампочки до состояния плазмы. Указанная управляемая плазма и выступает в качестве интенсивного источника света. Все вышеперечисленные компоненты обрамляются алюминиевым корпусом.

Для глаза людей мерцания диодов незаметны, а цифровой метод модуляции позволяет передавать данные до 10 Гбит в секунду. Чтобы регистрировать переданные пакеты применяется специальный приемник.

Среди последних разработок можно назвать смартфон от компании Oledcomm, который работает под управлением Android. У смартфона имеется одна важная модификация: вместо фронтальной камеры у него имеется Li-Fi сенсор. Указанный сенсор получает команды от светодиодных ламп, которые располагаются поблизости от смартфона, что позволяет просматривать видеоролики или изображения на устройстве.

К тому же был продемонстрирован прототип компактного внешнего Li-Fi приемника, он подключается к смартфону посредством 3,5-миллиметрового разъема. Такой приемник позволяет получать данные Li-Fi на устройствах, которые не оборудованы модулем. В скором времени Oledcomm планирует внедрить свою разработку в планшеты и смартфоны, что позволит широко распространить технологию Li-Fi.

Принцип действия

В момент прохождения постоянного тока через LED светодиод происходит излучение непрерывного потока протонов, выдающего видимое свечение. При изменении напряжения меняется и интенсивность свечения. Так как светодиодные лампы являются полупроводниковыми устройствами, то интенсивность излучения и ток можно модулировать на достаточно высоких скоростях.

Данные изменения свечения можно улавливать специальным фотодетектором, чтобы преобразовать их обратно в электрический ток. Человеческий глаз не способен уловить модуляцию интенсивности свечения, вследствие чего связь является непрерывной. В результате технология Li-Fi способна при помощи светодиодной лампочки передавать потоки информации на невероятно высокой скорости.