Уже в ближайшие годы связь по видимому свету обещает стать настоящим прорывом в сфере передачи данных. На сегодня ученые добились рекордной скорости до 2 Гбит за секунду.

Что такое Li-Fi?

Термин Li-Fi является сокращением от Light Fidelity (light — «свет» и fidelity — «точность»). Технология Li-Fi была представлена профессором Эдинбургского университета Харальдом Хаасом на конференции TED в 2011 году. Она была заявлена как быстрая беспроводная система коммуникации.

Передача данных через такой канал связи осуществляется посредством видимого, а также инфракрасного и ультрафиолетового света, что обеспечивает высокоскоростную двунаправленную связь.

Особенность и уникальность технологии состоит в том, что для работы Li-Fi можно использовать уже существующую сеть освещения, в которой используются LED-лампочки.

Как это работает?

Принципы передачи данных в технологиях Wi-Fi и Li-Fi очень похожи, так как обе системы работают по электромагнетическому принципу. При этом Wi-Fi использует радиоволны, а Li-Fi — видимый свет.

Система устроена таким образом, что в качестве беспроводных маршрутизаторов могут выступать электрические лампочки. LED-лампы излучают стабильный поток видимого света, если на них подается постоянный ток, при этом его колебание влияет на яркость свечения.

LED — полупроводниковый прибор, поэтому ток можно модулировать с очень высокой скоростью. Интенсивность излучаемого света принимается фотоэлементом, и сигнал преобразуется обратно в электрический ток — образуется двоичный поток данных. Модуляция происходит таким образом, что человеческий глаз её не воспринимает.

Li-Fi позволяет передавать с помощью светодиодной лампы информацию на очень высоких скоростях и по факту является оптической версией Wi-Fi. Однако, если для радиочастотной связи требуется специальное оборудование вроде антенн и приемников, то для Li-Fi необходимы лишь светодиодные лампы.

Li-Fi против Wi-Fi

Казалось бы, скорость передачи данных, которая достигается с помощью Li-Fi, может означать конец эры Wi-Fi, и что в скором времени свет вытеснит радио. Но это не совсем так.

Какие же преимущества и недостатки этих двух технологий?

Во-первых, Li-Fi сигналы не могут проходить через стены, так как зависят от излучаемого света. Поэтому для полноценного подключения светодиодные лампы должны быть размещены по всему дому. Для Wi-Fi, разумеется, такой проблемы не существует.

Во-вторых, чтобы обеспечить бесперебойное соединение, нужно, чтобы свет горел постоянно. Wi-Fi для связи использует радиочастоты, но их число ограничено. Поэтому при подключении к сети нескольких устройств скорость передачи данных падает. Тогда как светодиоды используют частоты световых волн, которых в сотни раз больше, что позволяет Li-Fi работать со стабильно высокой скоростью.

Радиоволны, кроме того, создают помехи, которые могут негативно влиять на работу некоторых приборов, а в определенных условиях — даже угрожать жизни людей.

Преимущества технологии Li-Fi

Конечно, Li-Fi не сможет одномоментно заменить традиционную сеть связи. Но повсеместное использование LED-технологий в освещении ускоряет этот процесс. Особенно это актуально там, где использование Wi-Fi ограничено или вовсе невозможно по техническим причинам.

Что же дает нам Li-Fi?

• Безопасность. Так как свет не проникает сквозь стены, злоумышленник не может подключиться к локальной сети, находясь за пределами здания.
• Навигация и транспорт. Li-Fi позволяет создать надежную систему оповещения на трассе, используя дорожное освещение, отражающие элементы, светофоры. Во многих автомобилях уже устанавливают светодиодные фары, что улучшает систему коммуникации дорожной системы и, соответственно, повышает безопасность на дорогах.
• Разгрузка существующих сетей. Технология позволит снизить нагрузку на каналы передачи данных в наиболее загруженные периоды, например, вечером, на выходных, в местах большого скопления людей.
• Коммуникация. Возможность доставить информацию всюду, куда может проникнуть свет. Например, подводные исследования. Вода «глушит» радиосигналы, а свет позволяет передавать данные в таких условиях.
• Интерактивность. Пользователь получает информацию от всего, что излучает свет, может отправлять данные и оставлять заметки. Будь то освещенная реклама в витрине магазина или информационный борд.
• Быстрота передачи данных. Каждый гаджет, поддерживающий технологию Li-Fi, сможет непосредственно соединятся с другим устройством, образуя надежную локальную сеть.
• Доступность. Любое уличное освещение может стать точкой доступа. Это экономит ресурсы и способствует развитию так называемых «умных» городов.
• Диапазон использования. Технология сможет обеспечит интернетом места, где использование радиоволн крайне нежелательно или же вовсе запрещено. Больницы, производства, авиация — благодаря свету доступ к интернету будет повсеместным и безопасным.

Эволюция технологии Li-Fi

Компания pureLiFi считается лидером в области технологии Li-Fi. Во главе ее исследовательского центра — профессор Харальд Хаас, тот самый, который впервые продемонстрировал технологию Li-Fi в 2011 году.

Li-1st

Первым прототипом для разработчиков стал Li-1st. Он стал средством для тестирования технологий беспроводной связи. Устройство поддерживает полную дуплексную связь с пропускной способностью 11,5 Мбит/с в диапазоне 3-х метров при одновременном и достаточном освещении на рабочем столе. Места, где вы можете беспроблемно подключаться к сети, зависят только от силы источника света. Устройство предлагает простое и безопасное беспроводное подключение к сети.

Система появилась на рынке в январе 2014 года.

Li-Flame

Следующим шагом стал Li-Flame. Li-Flame был публично представлен на выставке Mobile World Congress в Барселоне в марте 2016 г. Это следующее поколение первой в мире высокоскоростной беспроводной сети на основе видимого света. Очевидными преимуществами технологии стали большая плотность данных по сравнению даже с самым лучшим Wi-Fi и повышенная защита от постороннего подключения. К тому же, благодаря объединению освещения и беспроводной технологии, удалось снизить потребление электроэнергии и упростить систему подключений.

Li-Flame обеспечивает:

• полудуплексную связь 10 Мбит/с в радиусе 3 м со стандартными светильниками и плотность скорости передачи данных 2 Мбит на квадратный метр;
• олную мобильность (портативный настольный блок питания) с высокой скоростью передачи данных благодаря плотной установке точек доступа Li-Fi;
• безопасную беспроводную связь в пределах досягаемости света, что исключает риск внешнего подключения;
• безопасную беспроводную сеть там, где радиочастоты нежелательны или недоступны;
• отсутствие кабелей и других устройств для подключения;
• экономию на вспомогательных устройствах за счет единой инфраструктуры.

Характеристики потолочного блока Li-Flame:

• передача данных и питание происходит через стандартный Ethernet-порт;
• прост в установке;
• подключается к LED-светильнику, образуя АТТО-сеть;
• множественный доступ;
• плавное переключение между точками доступа.

Характеристики настольной части Li-Flame:

• подключение к устройству клиента через USB-порт;
• 10 Мбит/с инфракрасная восходящая линия к потолочной части;
• возможность переходить от одной точки доступа к другой без потери соединения;
• для оптимизации соединения поворотная головка приемопередатчика может регулироваться пользователем;
• питание от батареи и портативность.

LiFi-X

Последней разработкой стал LiFi-X, представленный на выставке Mobile World Congress в Барселоне 22-25 февраля 2016 года. Он, в отличие от существующих продуктов, поддерживает множественный доступ, роуминг, полностью мобилен и, к тому же, прост в использовании.

Отличия LiFi-X от Li-Flame:

• полная дуплексная связь на скорости 40 Мбит/с как в исходящем, так и во обратном направлении;
• мобильность благодаря портативной USB-станции.

Точка доступа LiFi-X:

• поддержка питания через PoE или PLC;
• простая установка;
• подключение к LED-светильникам для формирования АТТО-сети;
• множественный доступ;
• плавное переключение между точками доступа.

Заключение

Технологии не стоят на месте. Безусловно, Li-Fi пока не может полностью заменить любимый всеми Wi-Fi, но, несомненно, он станет отличным помощником в развитии сети глобальных коммуникаций. В любом случае, прогнозы обещают, что уже к 2022 году стоимость индустрии можно будет оценивать более чем в 113 миллиардов долларов.